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宏观长度定向纳米碳管绳的场发射性能及其应用研究

专 业: 材料学
关键词: 纳米碳管 场发射 电子枪 逻辑门器件
分类号: O46  TB383
形 态: 共 141 页 约 92,355 个字 约 4.418 M内容
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内容摘要


本文以自制的绳状单壁、双壁和多壁纳米碳管纳米碳管绳为测试对象,系统研究了纳米碳管材料的场发射性能,并对样品长度、样品-阳极距离、样品-阳极夹角、系统真空度等测试参数对纳米碳管绳场发射性能的影响进行了研究分析.同时,采用纳米碳管绳场发射材料制作了原理型场发射电子枪及逻辑门器件.在自行设计、组装场发射性能专用测试设备基础上,发展出适用于纳米碳管绳场发射材料的测试过程和评价方法.研究发现场发射开启电场和阈值随单壁纳米碳管绳长度减小而不断升高,相应场增强因子β则逐渐减小.宏观长度绳状多壁和双壁纳米碳管材料也表现出与单壁纳米碳管绳相近的开启电场和阈值.在超高真空条件2.0×10<-7>Pa下,多壁纳米碳管场发射电流随时间延长而上升;在高真空1.0×10<-4>Pa下,场发射电流则先升后降.采用纳米碳管绳场发射材料,设计、装配了两种类型的原理型电子枪,发现样品场发射性能的有效利用率与加压阳极的方式有关.利用纳米碳管绳场发射材料的电动机械性能,设计、装配了场发射逻辑门开关,采用场发射电流的实现作为逻辑值,通过样品对加压阳极的择向挠曲变形产生逻辑量的改变……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 前言
1.1纳米器件与纳米碳管
1.2内米碳管的结构
1.2.1单壁纳米碳管的基本结构
1.2.2多壁纳米碳管的基本结构
1.2.3纳米碳管管束
1.3纳米碳管的主要制备方法
1.4纳米碳管的场发射性能
1.4.1单壁纳米碳管的场发射性能
1.4.2多壁纳米碳管的场发射性能
1.5纳米碳管场发射性能的应用
1.5.1场发射平板显示器
1.5.2冷阴极发光管
1.5.3冷阴极电子枪
1.5.4其它的可能应用
1.6本研究的内容与目的
参考文献
第二章 电子场发射基本理论
2.1引言
2.2 Fowler-Nordheim公式的推导与修正
2.2.1金属内部电子能带结构
2.2.2金属场发射理论模型——Fowler-Nordheim公式
2.2.3金属单尖场增强因子β的估算
2.3金刚石、类金刚石材料场发射性能分析
2.4 Fowler-Nordheim公式在纳米碳管场发射性能分析中的应用
2.5小结
参考文献
第三章 宏观长度定向纳米碳管绳场发射材料的制备及预处理
3.1引言
3.2氢等离子体电弧法制备定向单壁纳米碳管绳
3.2.1实验原料
3.2.2实验过程与工艺条件
3.2.3形貌观察
3.3流动催化剂法制备多壁纳米碳管绳
3.3.1实验原料
3.3.2实验过程与工艺条件
3.3.3形貌观察
3.4双壁纳米碳管绳的制备
3.5纳米碳管绳场发射材料的预处理
3.5小结
参考文献
第四章 纳米碳管绳场发射性能测试装置与评价方法
4.1引言
4.2纳米碳管绳场发射性能测试装置
4.2.1设计目标
4.2.2主要设备选型
4.2.3工艺布置设计与设备参数
4.3纳米碳管绳场发射材料的测试方法
4.3.1测试过程
4.3.2测试指标
4.4纳米碳管绳场发射性能评价方法
4.4.1场发射电流密度J
4.4.2开启电场Eto和阈值Ethr
4.4.3场增强因子β
4.4.4场发射电流稳定性
4.5小结
参考文献
第五章 单壁纳米碳管绳的场发射性能
5.1引言
5.2单壁纳米碳管绳的场发射I-V性能
5.3单壁纳米碳管绳场发射性能的长度效应
5.4单壁纳米碳管绳场发射性能的理论解析
5.5单壁纳米碳管绳的场发射稳定性
5.6测试参数对单壁纳米碳管绳场发射性能的影响
5.6.1真空度条件
5.6.2样品-阳极间距
5.6.3样品-阳极夹角
5.7小结
参考文献
第六章 绳状多壁和双壁纳米碳管材料的场发射性能
6.1引言
6.2场发射I-V性能及F-N特性
6.3场发射性能的稳定性
6.4真空度条件的影响
6.5小结
参考文献
第七章 纳米碳管材料绳场发射性能的应用探索
7.1引言
7.2场发射电子枪
7.3逻辑门
7.4小结
第八章 结论

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中图分类: > O46 > 数理科学和化学 > 物理学 > 真空电子学(电子物理学)
其他分类: > TB383 > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料

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