冷壁法制備碳納米管及其場發(fā)射特性的研究.pdf

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2、le2012摘要摘要作為性質(zhì)研究與場發(fā)射應(yīng)用的前提，碳納米管制備技術(shù)受到廣泛關(guān)注。然而受限于傳統(tǒng)制備工藝，碳納米管難以實(shí)現(xiàn)低成本及快速制各。本文的研究工作主要圍繞冷壁法(區(qū)域加熱化學(xué)氣相沉積法)制備碳納米管工藝及其場發(fā)射特性展開。以表面鍍有金膜的硅片為襯底，Ni為催化劑，運(yùn)用冷壁法以低成本方式快速制備出碳納米管，并分析了冷壁法工藝條件下不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)的影響。主要研究成果如下：1、分析了不同反應(yīng)溫度(650℃，700℃，750℃和800℃)

3、下冷壁法制備出的碳納米管形貌與場致發(fā)射性能。實(shí)驗(yàn)表明冷壁法較適宜的碳納米管生長溫度為750℃，在此條件下制備出擁有較低的場發(fā)射開啟場強(qiáng)(185Ⅷ及較高場的發(fā)射電流密度(450m啪的碳納米管。2、結(jié)合反應(yīng)時間(30s，60s，120s，3∞s和600s)，研究了催化劑顆粒直徑對冷壁法制備出的碳納米管的形貌及場發(fā)射特性的影響。實(shí)驗(yàn)表明管徑為200婦m以上的碳納米管與襯底具有良好的附著力，但適合場發(fā)射的尖端較少。管徑為100玎m以下的碳納米管

4、與襯底的附著力較差，難以承受大電流場發(fā)射。當(dāng)催化劑顆粒直徑分布較為隨機(jī)時，制備出具有類網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的碳納米管，并獲得了185v／岬1的開啟場強(qiáng)與718mA／an2的最大場發(fā)射電流密度。3、對冷壁法制備出的碳納米管進(jìn)行了老練研究，結(jié)果表明老練對冷壁法制備出的碳納米管場發(fā)射開啟場強(qiáng)及發(fā)射電流溫度性有影響。環(huán)境溫度的提升有助于降低碳納米管的場發(fā)射開啟場強(qiáng)。隨著老練次數(shù)的增多，場發(fā)射電流逐漸趨于穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：冷壁法；碳納米管；場發(fā)射；工藝參數(shù)；老