碳納米管薄膜場(chǎng)發(fā)射電流的研究.pdf

1、碳納米管自1991年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，它以優(yōu)異的物理、化學(xué)、電學(xué)等方面性能引起了廣大學(xué)者的研究興趣。碳納米管具有納米級(jí)發(fā)射尖端、大長(zhǎng)徑比、高強(qiáng)度、高韌性、熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性好等特征，是理想的場(chǎng)發(fā)射材料，有望在冷發(fā)射電子槍、平板顯示器、平面光源、微波器件、傳感器等真空電子器件中獲得廣闊的應(yīng)用，其中研究前景最好的是它在平板顯示中的應(yīng)用。
　　本論文研究了碳納米管薄膜的場(chǎng)發(fā)射微觀機(jī)理；分析了碳納米管的結(jié)構(gòu)、電學(xué)性質(zhì)，并討論了外加電場(chǎng)作用下碳納米

2、管載流子輸運(yùn)行為；從碳納米管與基底材料接觸勢(shì)壘、位相變化、溫度等因素對(duì)碳納米管薄膜場(chǎng)發(fā)射的影響出發(fā)，解釋了碳納米管薄膜場(chǎng)發(fā)射特征電流曲線的偏折問(wèn)題。
　　首先討論了碳納米管薄膜場(chǎng)發(fā)射的微觀機(jī)理。碳納米管薄膜場(chǎng)發(fā)射包括金屬微尖發(fā)射和缺陷發(fā)射。拓?fù)淙毕荨㈦s質(zhì)缺陷改變了碳納米管的能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度，使電子更容易向真空發(fā)射，對(duì)碳納米管薄膜場(chǎng)發(fā)射影響很大；碳納米管薄膜表面改性的實(shí)質(zhì)是構(gòu)建缺陷，提高場(chǎng)發(fā)射能力。提高碳納米管薄膜場(chǎng)發(fā)射性能的原因在

3、于降低碳納米管薄膜表面勢(shì)壘或提高態(tài)密度；主要采用的方法有：表面原子蒸鍍或吸附原子；類金剛石薄膜覆蓋；表面原子摻雜等。
　　采用緊束縛近似方法研究了碳納米管電學(xué)性能。分析表明，碳納米管常溫下已發(fā)生派爾斯相變，變成強(qiáng)碳鍵鏈接的聚合物體系。本文借鑒聚合物的輸運(yùn)，嘗試性地提出碳納米管載流子為孤子，采用雙向?qū)щ姍C(jī)制解釋了電場(chǎng)作用是碳納米管電荷輸運(yùn)能力增強(qiáng)的原因。碳納米管電荷靠孤子輸運(yùn)，電場(chǎng)越強(qiáng)鏈間相互越強(qiáng)，碳納米管逐漸由一維導(dǎo)電變成二維導(dǎo)電