sic纳米材料的场发射性能及应用研究

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1、青岛科技人学研究生学位论文SiC纳米材料的场发射性能及应用研究摘要本文利用化学气相反应法(CVR)成功合成了四种不同形貌的SiC纳米线，通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和x射线衍射仪(XIm)等对产物进行了系统表征，并深入研究了产物的场发射性能、任意分布SiC纳米线的纯化工艺以及场发射显示器件的研制。试验结果表明：有刺SiC纳米线的开启电压和闽值电压分别为1．3V／pJn和4．2V／izrn，在四种形貌SiC纳米线中场发射性能最好；提高真空度会降低有刺SiC纳

2、米线的开启电压和阈值电压，但开启电压降低的幅度更大；低电场强度下升高温度会提高有刺SiC纳米线的开启电压，而同样温度高电场强度条件下，温度对阈值电压的影响并不明显。针对任意分布SiC纳米线，采用高温加热处理和酸化处理相结合，得到如下纯化工艺：(1)高温加热处理工艺：加热温度为900℃，保温时间为2h；(2)酸洗工艺：氢氟酸浓度为1．5mol／L，酸洗时间为4h。经过纯化后，产物中所含的杂质减少了，场发射性能也改善了，但由材料形貌等内在因素决定，开启电压和阈值电压的得不到大幅度降低。采用“QUST"模板直接在石墨基

3、片上定位生长出“QUST"字样产物，经过场致发光性能测试，SiC纳米材料作为场发射阴极材料完全能够满足实际应用过程中对阴极电流密度的要求，可用来制作平板显示器。关键词：碳化硅场发射性能纯化定位生长SiC纳米材料的场发射性能及应用研究THEFIELDEMISSIONPROPERTYANDAP：PUCATIONRESEARCHONSiCABSTRACTInthispaper，fourdifferentmorphologySiCnanowireshavebeensuccessfullysynthesizedbythec

4、hemicalVaporreaction(CVR)andcharacterizatedbythefieldemissionscanningelectronmicroscope(FE．SEM)，transmissionelectronmicroscope(TEM)，selectedareaelectrondiffraction(SAED)，andX—raydiffraction(XRD)．nefieldemissionpropertiesoftheproducts，arbitrarydistributionSiCn

5、anowirespurificationprocess，andfieldemissiondisplayhavebeendevelopedforspecificresearch．ThespinousSiCnanowires，whoseturn．onandthresholdvoltagerespectivelyisrepectively1．3V／lmaand4．2V／“rn,hasbetterfieldemissionpropertythanotherthreemorphologyproducts．Ⅵmileimpr

6、ovingthevacuumdegree．theturn·onandthresholdvoltagewillbedown，andthefomerdecreasemoreqickly．Inlowelectricfieldstrength，promotingthetemperatureswillimproveturn—onvoltage，howerver，theimpacttothethresholdvoltageisnotobviousinhi【ghelectricfieldstrength．Hi2ll—tempe

7、ratureheattreatmentandacidificationtreatmentwereadopttopurificatethearbitrarydistributionSiCnanowires．Higll．temperatureheattreatmentprocess：theheatingtemperatureis900centidegree，andthetimeis2houm．Acidificationtreatment：Hydrofluoricacidconcentrationis1．5mol／L,

8、andthetimeis4hours．Afterpurification，meproductcontainedlessimpurities，andthefieldemissionperformancewasalsoimproved，butbyintemalfactorssuchasmorphology，itsturn．onvoltageandthresholdvoltag