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1、电泳法制备碳纳米管冷阴极及其场发射特性研究【关键词】碳纳米管;场发射;电泳;冷阴极;【英文关键词】carbonnanotubes;fieldemission;electrophoresis;coldcathode;【中文摘要】平板显示器是电视,电脑,手机以及一些移动终端的一个非常重要的部件。而当前平板显示器主要为LCD和LED,但他们的性能跟CRT还有差距,而随着真空微电子学的发展,FED(场发射平面显示器)的已经成功研制,并在性能上有明显的优势,但工艺复杂,生产成本过高,还未大规模应用。1991碳纳米管被发现
2、,因其具有良好的导电性,较大的长径比,高的机械强度,稳定的化学性质,从而表现出良好的场发射性能,而热CVD(化学气相沉积)法实现了碳纳米管的大规模制备,使得碳纳米管成为FED阴极一个非常好的选择。因而本文一个主要的研究内容就是:通过电泳的方法来制备FED用碳纳米管薄膜冷阴极,并通过对工艺条件的对比实验来优化电泳实验中电泳液配比,沉积基底,电泳电压,电泳时间等重要参数,来实现电泳沉积的薄膜一个相对较好的场发射性能。在优化结果条件下沉积多壁碳纳米管薄膜的阈值场为3.4v/um,最大电流密度为2mA/cm2,是能够满
3、足FED对电流密度的要求的。为了进一步提高沉积碳纳米管薄膜的场发射性能,我们对沉积的碳纳米管薄膜进行了退火处理,电流处理,等离子体处理等后处理实验,并对处理前后的薄膜做了场发射对比实验,结果表明三种方法...【英文摘要】Flatpaneldisplayisaveryimportantcomponentintelevision,mobilephoneandsomemobiledivices.inpresent,themainflatpaneldisplayistheLCDandLED,buttheirperfor
4、manceisstilllaggingbehindwiththeCRT,andwiththedevelopmentofvacuummicroelectronics,FEDthemonitorhasbeendevelopedandperformancehasobviousadvantages,butcomplextechnology,highproductioncostsleadtoitdidnotlarge-scaleapplication.Carbonnanotubeswasfoundin1991,becau
5、seofitsgoodelectricalconduc...摘要4-5ABSTRACT5-6第一章绪论10-211.1碳纳米管简介11-161.1.1碳纳米管的结构和性质11-131.1.2碳纳米管的应用13-141.1.3碳纳米管及碳纳米管薄膜制备方法14-161.2FED以及CNT-FED研究现状16-181.3曲面冷阴极的应用18-191.4本文的研究目的和主要内容19-211.4.1本文研究目的19-201.4.2本文内容安排20-21第二章场发射及相关理论基础21-302.1场发射基本理论21-262
6、.1.1F-N理论21-242.1.2场发射的主要性能参数24-252.1.3场发射性能的影响因素25-262.2碳纳米管场发射理论26-282.2.1局部电场增强效应262.2.2缺陷发射机制26-272.2.3吸附物谐振隧穿效应272.2.4基底材料的影响27-282.3磁控管冷阴极28-292.4本章小结29-30第三章碳纳米管电泳沉积及场发射特性研究30-493.1电泳原理30-313.2多壁碳纳米管电泳实验31-353.2.1主要实验仪器和设备313.2.2主要实验药品和试剂31-323.2.3电泳实
7、验步骤32-343.2.4碳纳米管电泳实验的分析34-353.3多壁碳纳米管薄膜的表征及场发射特性研究35-403.3.1沉积的多壁碳纳米管的表征35-373.3.2场发射测试系统37-383.3.3场发射测试实验及结果38-403.4单壁碳纳米管电泳沉积及场发射特性研究40-423.4.1单壁碳纳米管电泳及表征40-413.4.2单壁碳纳米管薄膜的场发射特性41-423.5电泳参数对沉积的碳纳米管薄膜的影响42-483.5.1电泳液配比的优化433.5.2不同基底对电泳的影响43-453.5.3不同电压对电泳
8、的影响45-463.5.4不同电泳时间对电泳的影响46-473.5.5参数优化结果47-483.6本章小结48-49第四章电泳沉积的碳纳米管薄膜场发射性能优化49-604.1碳纳米管薄膜退火处理49-534.1.1碳纳米管薄膜退火实验49-504.1.2退火后碳纳米管薄膜表征与场发射50-524.1.3碳纳米管薄膜退火实验结果分析52-534.2电流法处理碳纳米管薄膜53-554.2.
