SiC納米陣列生長與控制及其場發(fā)射特性.pdf

1、SiC低維納米材料是場發(fā)射陰極材料的優(yōu)異候選者，其重要關(guān)鍵和基礎(chǔ)之一是實現(xiàn)SiC納米陣列的可控制備。近年來，有關(guān)SiC低維納米材料的研究進展迅速，然而在材料制備、性能研發(fā)上尚有大量基礎(chǔ)性的研究工作急需系統(tǒng)研究。
　　 本論文以具有優(yōu)異性能的場發(fā)射陰極材料研發(fā)為導(dǎo)向，擬采用SiC：單晶基片輔助有機前驅(qū)體熱解工藝，期望通過對SiC納米陣列制各中兩個關(guān)鍵工藝參數(shù)即基片和催化劑的探索和優(yōu)化，實現(xiàn)SiC納米陣列的可控制備，并系統(tǒng)表征和分析

2、SiC納米陣列的電子發(fā)射特性。本論文具體工作如下：
　　 以C紙為襯底，通過有機前驅(qū)體熱解工藝，合成了3C-SiC針狀單晶納米線，長度可達幾十μm，直徑約幾百nnl，生長方向為[111]。室溫～500~C場發(fā)射性能檢測表明，Sic納米線的開啟電場為0.66～1.30 V／μm，其電子發(fā)射遵循傳統(tǒng)的F-N理論。
　　 通過優(yōu)化選擇基片，可以實現(xiàn)對SiC納米陣列生長的控制：不同外露晶面指數(shù)的SiC單晶片對SiC納米陣列的生長

3、具有顯著的影響；通過熱腐蝕處理SiC單晶片，能夠有效地提高SiC納米陣列的密度(提高至少20倍)和陣列面積(密度為2．4×107個／mm2的SiC陣列線的面積可達4 mm2)。場發(fā)射性能測試表明：從室溫到300℃，納米陣列場發(fā)射服從傳統(tǒng)的F-N理論。
　　 400和500℃的電子發(fā)射屬于典型的熱致發(fā)射。：350℃的電子發(fā)射行為兩種類型兼有之。隨著溫度的提高，SiC納米陣列的開啟電場、功函數(shù)隨之降低。
　　 通過優(yōu)化選擇催

4、化劑種類和濃度，可以實現(xiàn)對SiC納米陣列結(jié)構(gòu)的調(diào)控：SiC納米陣列只能在一定濃度的催化劑條件下生長，并且在合理的濃度范圍之內(nèi)，催化劑濃度越高，越有利于提高陣列密度。無催化劑和較高濃度的催化劑不利于陣列的生長；采用Co(NO3)，和Au為催化劑，可在單晶Sic基片上制各出sic納米陣列，而Fe鹽(如FeCl2和Fe(NO3)3)效果不佳。
　　 本論文工作將為SiC納米陣列的生長及其控制提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，同時在系統(tǒng)評價