激光诱导铝基碳纳米管薄膜及场发射性能

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碳纳米管薄膜的制备与场发射性能研究的开题报告

碳纳米管薄膜的制备与场发射性能研究的开题报告

碳纳米管薄膜的制备与场发射性能研究的开题报告题目:碳纳米管薄膜的制备与场发射性能研究一、研究背景和意义碳纳米管是一种新型材料,具有优异的电学、热学、力学性能和尺寸效应。

其在电子器件、储能材料、传感器、复合材料等领域具有广泛应用前景。

而碳纳米管薄膜作为碳纳米管的一种重要形态,其场发射性能在纳米电子器件、荧光显示、光电子学等领域也有着广泛的应用。

因此,对于碳纳米管薄膜的制备和场发射性能进行研究具有重要的学术和应用意义。

二、研究内容和方法1. 碳纳米管薄膜的制备方法优化研究使用化学气相沉积(CVD)和涉水法两种方法制备碳纳米管薄膜,并对两种方法的制备参数进行优化研究,以得到最佳的碳纳米管薄膜制备方案。

2. 碳纳米管薄膜的结构与形貌表征利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,对制备好的碳纳米管薄膜的结构特征和形貌进行表征。

3. 碳纳米管薄膜的场发射性能测试将制备好的碳纳米管薄膜作为阴极材料进行场发射性能测试,研究其电流密度随场强的变化及其稳定性,探究碳纳米管薄膜作为场发射材料的潜力。

4. 碳纳米管薄膜的应用研究结合碳纳米管薄膜的场发射性能,探究其在纳米电子器件、荧光显示、光电子学等领域的应用潜力。

三、预期成果1. 碳纳米管薄膜的制备方法优化方案及制备好的碳纳米管薄膜的结构特征和形貌表征结果。

2. 碳纳米管薄膜的场发射性能测试结果及分析。

3. 碳纳米管薄膜的应用研究,探究其在纳米电子器件、荧光显示、光电子学等领域的应用潜力。

四、研究进展和计划目前,已通过文献调研和实验验证,初步确定碳纳米管薄膜的制备方法并进行了初步的制备;同时,对制备好的碳纳米管薄膜进行了初步的表征研究,并初步探究了其场发射性能。

接下来,我们将进一步优化制备方法并深入研究其结构与性能关系,探究碳纳米管薄膜在各个领域的应用前景。

最终期望通过以上研究,为碳纳米管薄膜的制备和应用提供参考和指导。

定向碳纳米管的制备及其场发射性能研究

定向碳纳米管的制备及其场发射性能研究
( c o l f lc o i S h o et nc& Ifr t nE gn eig Ti j iest, aj 00 2 oE r nomai n ier , a i Un ri Ti i 3 0 7 ) o n nn v y nn
Ab t a t s r c S n h sso l n dc r o a ou e ( y t ei fai e a b nn n t b s ACNTs sak ytc nq ei h il fcr o a o u e g )i e e h iu nt efedo a b n n n t b s
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2 ・ 4
材 1 期 O卷 2
定 向碳 纳米 管 的 制备 及 其 场发 射 性 能 研 究
房振 乾 , 明,李海燕 , 胡 梁继然
( 天津大学 电子信息 工程学院 , 天津 3 0 7 ) 0 0 2
多科研工作者对其场发射性能进行了大量的研究[ 3 一l
对场发射应用来说 , 所生 长 的 C Ts N 都正 交地排列 于 阴极 表面是 十分必要 的L , “ l即常 说 的定 碳 纳米 管 ( NT ) AC s 阴极阵 列技 术。但是 , 目前 国内外 缺少对 AC s相关技 术研 究 的综 NT 合介绍。基于 A N 研究 的重 要性 , C Ts 本文综述 了 AC Ts的制 N
在场发射显示器技术领域 , 碳纳米管 ( NT ) c s 以其大的表面
P C D法制备 A N s EV C T 的工 艺研 究 主要 围绕如 何在玻 璃
和硅基体 上生 长 AC s NT 。
Rn等L采用热丝 P C D在 玻璃 基体上制备 了 A N s e 8 EV C T,
制备 温度低 于所采用 的玻璃 基体 的应 变温度 6 6 。先 采用射 6℃

碳纳米涂层材料的二次电子发射系数及工艺研究

碳纳米涂层材料的二次电子发射系数及工艺研究

碳纳米涂层材料的二次电子发射系数及工艺研究杨晶;崔万照;贺永宁【摘要】The nano-carbon powders were coated on the surface of silver-gilt aluminium alloy by the electrophoretic deposition (EPD). In this paper, the effect of the different electrophoretic coltage and the electropgoretic time on the morphology structure of coating is studied. Scanning electron microscopy (SEM) measurements reveal that the carbon thin-film electro-phoretically deposited for 15 min at a deposition voltage of 30 V and a electrode separation of 1 cm is uniform and continuous, and has obvious granulatedstructure. The secondary election emission yield (SEY) measurements reveal the secondary election emission (SEE) properties with a of 60 eV and a maximum SEY of 2. 03 at 500 eV. After Ar ion bombardment for 10 min were employed to clean the surface, SEE properties with a of 80 eV and a SEY maximum of the sample wafer can reach 1.76 at 400 eV.%采用电泳沉积制备薄膜的方法,在铝合金镀银片上均匀的涂覆纳米碳涂层,研究了不同的电泳电压及电泳时间对涂层形貌结构的影响.扫描电子显微镜(SEM)、二次电子发射系数(SEY)测试结果表明,保持阴阳极间距为1 cm,在30 V的直流电压下电泳15 min所获得的样片涂层均匀、连续、致密且具有明显的陷阱结构.实验表明,其SEY最大值σmax达到2.03,对应的入射能量为500 eV,E1能量点在60 eV.使用Ar离子轰击清洗表面10 min后,样片的SEY最大值σmax达到1.76,对应的入射能量Emax为400 eV,E1能重点在80 eV.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)020【总页数】3页(P143-145)【关键词】纳米碳涂层;电泳沉积;薄膜;二次电子发射;SEY【作者】杨晶;崔万照;贺永宁【作者单位】中国空间技术研究院西安分院,陕西西安710100;中国空间技术研究院西安分院,陕西西安710100;西安交通大学,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TN710-340 引言微放电效应[1]也称二次电子倍增效应,是指微波部件处于1×10-3Pa或更低压强时,在传输大功率的情况下发生的谐振放电现象。

飞秒激光辐照下金属及半导体薄膜温升机理的研究的开题报告

飞秒激光辐照下金属及半导体薄膜温升机理的研究的开题报告

飞秒激光辐照下金属及半导体薄膜温升机理的研究的开题
报告
一、研究背景及意义:
随着电子信息技术的不断发展,对材料性能的要求越来越高。

飞秒激光辐照技术因其具有高精度、高速度、低能损伤等优点而受到广泛应用。

同时,金属及半导体材料在飞秒激光辐照下的温升机理还有待深入研究。

二、研究内容:
本研究将以飞秒激光辐照下的金属及半导体薄膜温升机理为主要研究内容。

通过建立数值模型,研究飞秒激光辐照下金属及半导体薄膜的温升规律及其机理,为相关领域提供理论基础和技术支持。

三、研究方法:
1. 建立金属及半导体薄膜的数值模型,计算温升规律;
2. 对比不同薄膜材料在飞秒激光辐照下的温升规律;
3. 研究温升机理,分析不同机理对薄膜材料性能的影响。

四、研究计划:
1. 阅读文献资料,了解飞秒激光辐照下金属及半导体薄膜温升机理的研究现状,形成研究思路。

2. 建立金属及半导体薄膜的数值模型,进行计算模拟,得到温升规律。

3. 对比不同薄膜材料在飞秒激光辐照下的温升规律,分析其差异。

4. 研究温升机理,分析不同机理对薄膜材料性能的影响。

5. 撰写论文,开展学术交流。

五、研究成果预期:
1. 对飞秒激光辐照下金属及半导体薄膜的温升机理进行深入研究,为相关领域提供理论基础和技术支持。

2. 建立数值模型,计算温升规律,为材料加工加速器等领域提供研究参考。

3. 发表相关学术论文,开展学术交流。

碳纳米管薄膜的场发射特性研究

碳纳米管薄膜的场发射特性研究

关键词碳纳米管;场发射;场发射平面显示器:阴极
中圈分类号0462.4
文献标识码A
Field Emission Character Of NanotIlbe
Zeng Baoqing
TiaIl SlliⅫ
Yln胁ao
Y抽g zIlonghai
0fPh”1c蛆E1蝴岫uEsT 岱ch∞l
cll蚰曲 ofCh抽a
参考文献(9条) 1.曾葆青 场致发射阵列阴极(FEA)的理论、模拟与实验研究[学位论文] 1998 2.Spindt C A;Brodie I;Humphrey L Physical properties of thin field emission cathodes with molybdenum cones 1976(12) 3.Ren Z F;Huang Z P;Xu W J Synthesis of large arrays of well-aligned carbon nanotubes on glass[外文 期刊] 1998(06)
l嘴e [7]Ren z E Hu a119 z P’xu w J,甜nf.Synthesis of
aIT8ys of well-aligned carbon nanombes o“glass,science[J】
1998,282(6):1 105一l 107
【8】Spindt c A,Bmdie I,Humphrey L1甜以Physicm prope而es ofⅡlin丘eld cmission ca山odes wim rnolybdenum cones【J】J Appl Ph”,1976.47(12):5 248
2002,420(28):393—395
【3]Heer w A D,Chat酣血n A,ugarte D A CarboⅡnanotube丘dd·e向ssion elecⅡDn sollrce【J】Science,1995,270(17):

碳纳米管薄膜的场发射及其有效发射面积(1)

碳纳米管薄膜的场发射及其有效发射面积(1)

碳纳米管薄膜的场发射及其有效发射面积董建会1,3,曾葆青2,田时开2,崔文丽1(1.中北大学理学院物理系,太原 030051;2.电子科技大学物理电子学院,成都 610054;3.中国科学院山西煤炭化学研究所,太原 030001)摘要:讨论了薄膜与阳极间隔以及有效发射面积对碳纳米管薄膜场发射性能的影响。

以磁控溅射Al 和Ni 在Si 片上做为缓冲层和催化剂,以乙炔为C 源气体,利用化学气相沉积法制备了碳纳米管薄膜。

扫描电镜观测结果表明,碳纳米管的直径为50~80nm 。

采用二极管结构,测试了样品的场发射性能,结果表明碳纳米管薄膜具有优异的场发射特性,薄膜与阳极距离为400μm 时开启场为0185V/μm 、阈值场为1122V/μm 。

F 2N 理论计算结果表明,碳纳米管薄膜的有效发射面积几乎不随场发射所加电压的变化而改变;有效发射面积随着薄膜与阳极距离的增加而增大。

关键词:场发射;F 2N 理论;有效发射面积;碳纳米管;磁控溅射中图分类号:TN 383;O 46214 文献标识码:A 文章编号:1671-4776(2009)10-0599-05Field Emission Characteristics and E ffective EmissionArea of C arbon N anotube FilmsDong Jianhui 1,3,Zeng Baoqing 2,Tian Shikai 2,Cui Wenli 1(1.Department of Physics ,School of Science ,North University of China ,Taiyuan 030051,China;2.School of Physical Electronics ,University of Electronic Science and T echnology of China ,Chengdu 610054,China;3.Institute of Coal Chemistry ,CA S ,Taiyuan 030001,China )Abstract :Effect s of t he sample 2anode distance (t he interval between sample and anode )and effective emission area on t he field emission characteristics of carbon nanot ube films were discussed.Si subst rate was coated wit h Al and Ni films as t he buffer layer and catalyzer in sequence by a magnetic sp uttering met hod ,and carbon nanot ube films were grown on Si sub 2st rate by t hermal chemical vapor deposition wit h acetylene as t he precursors.The SEM was used to determine t he st ruct ure of t he films.The result s show t hat t he diameters of carbon nanot ubes are 50-80nm.The field emission properties were tested on t he CN T 2anode set up ,and t he mesurement results indicates that the low turn 2on field is 0185V/μm and threshold field is 1122V/μm at the sample 2anode distance of 400μm.E ffective emission area was extracted from the F 2N plots at dif 2ferent sample 2anode distances ,which shows the area increases with sample 2anode distance increasing.The emission area was estimated also from the F 2N equation ,which indicates that the emission area slightly changes with electric field ,regardless of the sample conditions.K ey w ords :field emission ;Fowler 2Nordheim theory ;effective emission area ;carbon nanotube (CN T );magnetic sputteringDOI :10.3969/j.issn.1671-4776.2009.10.005 EEACC :0587收稿日期:2009-05-07E 2m ail :dongjianhui @纳米材料与结构Nanomaterial &St ruct ure0 引 言碳纳米管(CN T)自1991年被日本电子显微镜专家S1Iijima[1]发现以来,就成为人们争相研究的热点。

铝基定向碳纳米管复合膜的场发射性能研究

铝基定向碳纳米管复合膜的场发射性能研究
c m p s t i sw i l m i u s b ta e o o ie f m t a u n m u s r t l h
可应用 于场发射 阴极和 扫描遂道显 微镜 (T 的针尖 等 , s M) 薄
膜场发 射可 应 用 于 平 板 显 示 器 、 波 功 率 放 大 器 等 。研 究 微 C NTs 的场发射 特性是 一个 重要 课 题 , 接 关系 到 CNT 直 s场 发射 阴极的应用 。 本 实验研 究铝基阵 列式碳纳 米管 薄膜 的场 发 射性 能 , 首 先采用 C VD 法在 石英 基底 上沉 积 阵列 式碳 纳 米管 , 利 用 再
DU h o o g ,H UANG a p n ENG u m i。 ENG a s u Z ah n Gu n ig ,Z g o n ,Z Xio h
( Ja g i s oa g e hCo a y,Na c a g 3 0 9 ;2 F u d t nDe at n ,Ci o lg f in x , 1 in x tS lrHihtc mp n Be n h n 3 0 9 o n ai p rme t o t C l eo a g i y e J Na c a g 3 0 0 3 M eh ncla d E e tilE gn e ig De a t n ,CiyColg fJa g i n h n 3 1 0; c a i n lcr n ie rn p rme t a a t l eo in x ,Na c a g3 0 0 ; e n h n 3 1 0
摘 要
关 键 词
研 究 了铝 基 定 向碳 纳 米 管 复合 膜 的 场 发 射 性 能 , 得 了开 启 场 强 为 1 1 V m、 大 发 射 电 流 密 度 为 获 .5 / 最

碳纳米管薄膜的电泳沉积及其场发射性能研究

碳纳米管薄膜的电泳沉积及其场发射性能研究

( .Ke a o ao y o tr l P y i f E u a inMi i r f C ia, p r n h sc , 1 yL b r tr fMa e i s h sc o d c t ns y o h n De a t t f P y i a s o t me o s
摘 要 : 用 电 泳 沉 积 法 在 铝 片 上 制 备 了碳 纳 米 管 薄 膜 冷 阴 极 。通 过 扫 描 电镜 、 ma 利 Ra n光 谱 观 察 分 析 了 表 面形 貌 和 结 构 , 并 对 场 发 射 性 能 进 行 了测 试 。经 过 研 磨 处理 的碳 纳 米 管 薄 膜 样 品 , 启 电场 为 2V 当 电 场 强 度 为 4V 时 电流 密 度 达 开 / m, /m 到 2 0 A/m 发 光 点 密 度 大 于 1 c 。 6 0t c ,  ̄ 0 m
关 键 词 : 泳 沉 积 ; 纳米 管 ; 致 电子 发 射 电 碳 场 中 图分 类号 : B 8 . T 33 1 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 2 8 3 ( 0 9 0 一 O 4 一O 1 0 — 9 5 2 0 )6 0 8 3
碳 纳 米 管 ( NTs 具 有 一 维 的 结 构 、 C ) 良好 导 电
a 6 0 t c s2 0 L m wa b an d u d ra p l d fed o / A/ so ti e n e n a pi il f4 V/ ̄ e m.Th e st fl mi e c n e p i t s e d n i o u n se c on swa y
Zhe ngz u Uni e st ,Zhe ho v r iy ngz u 4 005 ho 5 2,Chi na;
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加稳 定 。这 主 要 是 激 光 纳 米 焊 接 后 界 面 接 触 阻抗 减 小 , 场 致 电 子 发 射 更 容 易 实 现 的 结 果 。基 于 S WC N Ts — A1 薄 膜 的 表 面 形 貌 图和 场 发 射 性 能 测 试 结 果 , 确 定 了最 优 的激 光 纳 米 焊 接 参 数 。
刘 璇 , 孔 龙 , 王亚荣 , 李必奎 , 王世明 , 张亚非
( 1 _上 海 海 洋 大 学 工 程 学 院 , 上海 2 0 1 3 0 6 ; 2 .上 海 交通 大学 微 纳 米 科 学 技 术 研 究 院 , 上海 2 0 0 2 4 0 )
米管 阴极 材料 , 将 微 量 的 Mg ( NO。 ) 溶 解 在 1 0 0 mL异 丙 醇 中 , 再将 4 mg S WC NTs 分 散 在溶 解 液 中 , 用 超 声
波 细胞 粉碎机 超声 分散 1 h 。图 1为 电泳沉 积过 程 , 铝 片作 为 阴极 , 不锈 钢 片作为 阳极 。常 温下 两 电极 在 3 0 V
米 材料 构筑 纳 电子器 件迈 出了重要 一步 。 近年来 , 涌 现 出多种 一维 纳米 材 料碳 纳 米 管 发 射 阴极 的制 备方 法 [ 3 ] , 如 直 接生 长 法 _ 8 ] 、 丝 网 印刷 法[ 9 、 电泳沉 积法 口 妇 等 。但 由于 直接 生长 法存 在实 验 环 境 不 易控 制 、 丝 网印刷 法 存 在 有机 物 残 留、 电泳沉 积 法所 获 连接不 可靠 等 弊病 , 限制 了其 在纳 电子 领域 的进 一步 发展 和应 用口 引。激 光纳 米 焊接 作 为构 建场 发 射 阴极 的有
1 实 验 首先 进行 样件 处理 , 采用 Y MP 一 2金相 磨 抛机 对 铝 片表 面 研磨 抛 光 , 再 放 入 超声 清 洗 机 中清 洗 1 0 mi n , 以 去 除表 面杂质 。然 后 , 制备 电泳溶 液 : 以电 弧放 电法 制备 的单 壁 碳 纳 米 管 ( S WC NTs ) ( 纯度 >9 0 ) 作 为碳 纳
第2 7卷 第 1 2期 2 0 1 5年 1 2月
强 激 光 与 粒 子 束
HI G H POW ER LASER AND PARTI CLE BEAM S
Vo 1 . 2 7,No . 1 2
De c .,20 1 5
激 光 诱 导 铝 基 碳 纳 米 管 薄膜 及 场发 射 性 能
维 纳米 材料 具有 独特 的结 构形 态 和优异 的电子 学特 性 , 在 制造 纳 电 子器 件方 面具 有非 常 重 要 的应 用 前
景 , 但是 在 以一维 纳米 材料 为 构筑模 块 制备 纳 电子器 件 时 , 存 在 的关 键 问题之 一是 一维 纳米 材料 与金 属 电极 之 间不 易形成 可靠 的电接触 口 ] 。这一 问题 将 导致纳 电子器 件 的 突 出性能 得 不 到很 好 的体现 , 在 很 大 程度 上 限
制 了纳 电子 器件 的研制 和实 际应 用 。
简 单 的激光 纳米 焊接 技术 可解 决这 一难 题 。该技 术采 用皮 秒 脉 冲 C Oz 激光 , 在 电泳 沉 积 的铝基 碳 纳米 管
薄 膜上 以一 定 的激光 功率 和扫 描速 度进 行加 工 , 可实 现一 维 纳 米材 料 和金 属 微 电极 的紧 密连 接 。所 获 焊 区性 能 同其 他复 杂 的物理 、 化 学 吸附方 法相 比, 具 有接 触 阻抗 小 、 稳定 性 高 、 机 械性 能 强等 优 点 , 从 而 向利 用 一维 纳

要: 结 合 电泳 沉 积 和激 光 纳 米 焊 接 技 术 在 常 温 下 成 功 制 备 了 铝 基 单 壁 碳 纳 米 管 ( S WC NT s — A1 ) 薄
膜 。首 先 , 将 单 壁 碳 纳 米 管 电泳 沉 积 到 铝 片 基 底 上 , 再 使 用 皮 秒 脉 冲 激 光 构 建 二 者 的 可 靠 连 接 。对 S WC N Ts — A l 薄 膜 进 行 场 发 射 性 能测 试 , 开 启 电压 从 焊 接 前 的 5 . 1 V/ m 降 低 到 2 . 1 V/ t  ̄ m, 发 射 电流 密 度 显 著 提 高 且 更
展不 甚成 熟 , 性 能不 稳定 , 生 产难 以规 模化 等现 状 , 深入 开展 实 验研 究 激光 纳 米 焊接 工 艺 特点 并 确定 最 佳 焊 接 工艺 变得 尤为 重要 。本 文结 合 电泳沉 积和 激光 纳米 焊接 技术 在 常温下 成 功制备 了铝 基单 壁碳 纳米 管薄膜 的场 发射 阴极 , 利用 扫描 电子 显微 镜 ( S E M) 观测 焊 区表 面 形貌 , 利用 纳 米 材 料 电子 场致 性 能 测试 装 置 测 试 电学性 能, 从 而 找 出激 光 纳米焊 接 的规律 , 揭 示激 光纳 米焊 接 的机理 。
关 键 词 : 激 光 纳 米 焊 接 ; 单 壁 碳 纳米 管 薄 膜 ; 阴极 ; 场 发 射
中 图 分 类 号 : 04 6 2 . 4

文献 标 志 码 : A
d o i : l O . 1 1 8 8 4 / HP L P B 2 O 1 5 2 7 . 1 2 4 1 0 3
的电压 下保持 2 a m 距 离并 持续 l O mi n , 获得 沉淀 的 S WC NTs 薄膜样 本 用于激 光 纳米焊 接 实验 。
效手段, 目前 已制备 出基 于碳 纳米 管 、 碳 纳 米氧 化锌 复合 材料 和石 墨烯 氧化 复合 材料 等 的场发 射极 _ 1 " ] 。但 是 目前 所获 的场 发射 性能 不甚 稳定 , 且 场发射 电流 的稳 定 性 也有 待 进一 步 提 高 。鉴于 目前激 光 纳 米 焊接 技术 发
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