碳纳米管场致发射冷阴极的分析

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1、东南大学硕士学位论文与金刚石／碳复合材料相似的优秀的表面一致性和稳定性。1．2碳纳米管综述1．2．1纳米电子器件№6年在美国旧金山召开的电子学研讨会上，与会者指出，在2011年，微电子元件的尺寸将达到极限(O．08um)，纳米电子器件将登上历史舞台。如果说微电子技术是20世纪的科技制高点的话，那么在21世纪，纳米技术无疑将成为最亮丽的“新星”。德国、英国、澳大利亚等国先后将纳米技术列为21世纪优先发展的重点研究项目，美国更是将纳米技术列为“政府关键技术”及20世纪末2l世纪初的重大研究方向。2000年1月21日美国前总统克林顿正式宣布一项新的国家计划——国家纳米计划(NNI)，该计划被克林

2、顿作为联邦政府科技研究与开发的第一优先计划。在2001年3月九届全国人大四次会议上，中国国务院的国民经济和社会发展第十个五年计划纲要中强调发展几项有战略意义的高新技术，其中就包括纳米技术。著名科学家钱学森在给北京大学纳米中心主任吴全德院士的信中写到，“纳米科学技术将会带来又一次产业革命，就如现在信息技术正在推动第五次产业革命”。纳米，是一种长度单位，符号为rim。1纳米=1毫微米=lO。米(既十亿分之一米)，约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0．05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度即约为1纳米。所谓纳米技术，是指在0．1’100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律

3、和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。人们研究和开发纳米技术的目的，就是要实现对整个微观世界的有效控制。纳米技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳米电子学、纳米材科学、纳米机械学等。纳米科学技术被认为是世纪之交出现的一项高科技。纳米技术包含下列四个主要方面

4、：第一方面是纳米材料，包括制备和表征。在纳米尺度下，物质中电子的放性(量子力学学性质)和原予的相互作用将受到尺度大小的影响，如能得到纳米尺度的结构，就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。用超微粒子烧成的陶瓷硬度可以更高，但不舱裂：无机的超微粒子灰分在加入橡胶后，将粘在聚合物分予的端点上，所做成的轮胎将大大减小磨损和处长寿命。第二方面是纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统(MEMS)，用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等。MEMs用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，

5、刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原予尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。第三方面是纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，DNA的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入4东南大学硕士学位论文零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度(即超微粒子)，则

6、可溶于水。第四方面是纳米电子学，它是传统微电子学发展的必然结果，是纳米技术发展的主要动力。纳米电子学在传统的固态电子学基础上，借助最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的概念来构造电子器件与系统。纳米电子学在更深层次上开发物质潜在的信息和结构的能力，使单位体积物质储存和处理信息的能力提高百万倍以上，实现信息采集和处理能力的革命性突破。纳米电子学与光电子学、生物学、机械学等学科结合，可以制成光电器件、分子器件、微电子机械系统、微型机器人等，将对人类的生产和生活方式产生变革性的影响，纳米电子学将成为21世纪信息时代的关键技术。以纳米技术制造的电子器件，其性能可以大大优于传统的电子器件。工作

7、速度快，纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍，因而可使产品性能大幅度提高。功耗低，纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1／1000。信息存储量大，在一张不足巴掌大的5英寸光盘上，至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻，可使各类电子产品体积和熏量大为减小。1．2．2碳纳米管简介正如以半导体为核心的集成电路构成了微电子时代的基础，将来的纳米电子器件的基本构件又是什么呢?1991年发现CNTs(碳纳米管)以来，