碳納米薄膜的場發(fā)射機(jī)理研究.pdf

1、許多研究表明碳納米薄膜的場發(fā)射 F-N曲線呈非線性，一方面由于 F-N理論應(yīng)該真正適用于具有大量自由電子的平坦的金屬陰極，可能不適用于各種各樣的碳納米碳膜，而這些碳膜具有無規(guī)則形態(tài)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，場發(fā)射源和電導(dǎo)率也明顯不同于純金屬．另一方面，當(dāng)電場在一定范圍內(nèi)增加，高達(dá)107 V/cm時，場發(fā)射點的數(shù)量及場發(fā)射參數(shù)可能不是恒定的．另外，相當(dāng)高的電場作用于樣品上時，場發(fā)射電流可能要受到空間電荷效應(yīng)、屏蔽效應(yīng)等的限制。因而，為了更好地解釋碳納米

2、薄膜的場發(fā)射特性，也許修改F-N理論是必要的。
　　本文以碳納米針薄膜為例對碳納米碳膜的場發(fā)射機(jī)理進(jìn)行了研究．我們提出了一個三電場區(qū)域模型，將場發(fā)射電流數(shù)據(jù)分成了三個區(qū)域，即低電場區(qū)域（非飽和電流區(qū)域）、中間電場區(qū)域（部分飽和電流區(qū)域）和高電場區(qū)域（飽和電流區(qū)域），通過修改傳統(tǒng)的F-N理論和引入空間電荷限制電流（SCLC）模型，分別討論了低電場、中間電場和高電場區(qū)域的碳納米薄膜的場發(fā)射機(jī)理。
　　在低電場區(qū)域，場發(fā)射電流隨著

3、電場的增加而迅速增大，考慮碳納米薄膜的場發(fā)射點的高斯分布，對 F-N公式進(jìn)行了修正，利用修改后的F-N公式IFN=CNE2exp[-Dr0/E+σ2(D/E)2/2，合理地解釋了低電場區(qū)域的場發(fā)射數(shù)據(jù)；在高電場區(qū)域，場發(fā)射電流隨著電場的增加而達(dá)到飽和，考慮空間電荷限制電流效應(yīng)，從Child-Langmuir定理出發(fā)，得到了理論公式ISC=KSC(E-Eh)3/2，通過曲線擬合可以看出，理論公式完全符合實驗曲線；在中間電場區(qū)域，場發(fā)射電流