碳納米管的MPCVD制備工藝和溫度對(duì)其場(chǎng)發(fā)射性能的影響.pdf

1、陰極的電子發(fā)射性能很大程度上影響著真空微電子器件的整體性能，提高陰極的電子發(fā)射能力是提高真空微電子器件性能的有效手段。場(chǎng)致電子發(fā)射有很多獨(dú)特而優(yōu)異的性能，如無熱能耗散、無預(yù)熱時(shí)間和電子發(fā)射壽命長(zhǎng)等，成為近些年來科學(xué)界研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，有望取代熱陰極，成為主要的電子發(fā)射陰極。
　　碳納米管具有獨(dú)特而優(yōu)異的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能，被公認(rèn)為場(chǎng)致電子發(fā)射的最佳材料之一。目前碳納米管場(chǎng)發(fā)射陣列的制備研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但生長(zhǎng)的可控性差、場(chǎng)

2、發(fā)射電流密度較小和發(fā)射不穩(wěn)定仍然是限制其在電真空器件中取得實(shí)際應(yīng)用的主要問題。
　　本論文的主要內(nèi)容是場(chǎng)致電子發(fā)射性能優(yōu)秀的碳納米管的MPCVD制備工藝研究，從生長(zhǎng)機(jī)理、制備工藝和測(cè)試表征等方面進(jìn)行各種對(duì)比分析和實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)采用MPCVD技術(shù)，通過對(duì)各種制備工藝條件（如催化劑結(jié)構(gòu)、反應(yīng)氣壓、基底、預(yù)處理時(shí)間和生長(zhǎng)時(shí)間等）的對(duì)比、分析和改進(jìn)，制備出了直流場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)106mA/cm2，管形結(jié)構(gòu)優(yōu)秀，整體定向性好，形貌分布均勻，場(chǎng)發(fā)

3、射性能穩(wěn)定的碳納米管，其獨(dú)特的樣品結(jié)構(gòu)和良好的場(chǎng)發(fā)射性能使其有望被實(shí)際應(yīng)用于電真空器件的陰極。
　　為了研究溫度變化對(duì)所制備的碳納米管的場(chǎng)發(fā)射性能的影響，對(duì)生長(zhǎng)得到的碳納米管進(jìn)行了熱場(chǎng)致電子發(fā)射測(cè)試實(shí)驗(yàn)。得到的實(shí)驗(yàn)值與理論值一致；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論：所制備的碳納米管呈金屬性，隨著溫度升高，碳納米管場(chǎng)發(fā)射的開啟場(chǎng)逐漸降低；在溫度較低時(shí)，溫度變化對(duì)碳納米管場(chǎng)發(fā)射電流影響較小，當(dāng)溫度升高到700℃以上時(shí)，場(chǎng)發(fā)射電流有明顯的