基于碳納米管的場(chǎng)離子發(fā)射的研究.pdf

1、中子源在科研、醫(yī)療、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面具有極其廣泛的應(yīng)用，一直受到科技界和工業(yè)界的高度重視。場(chǎng)致離子發(fā)射因具有效率高、快速啟動(dòng)、離子束流大小精確可控等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在小型中子管中具有巨大的應(yīng)用前景。碳納米管的獨(dú)特性質(zhì)開啟了一個(gè)非常寬廣的研究領(lǐng)域。本課題建立一種碳納米管（CNT）場(chǎng)致電離的離子發(fā)射模型，探索CNT的電離離子發(fā)射機(jī)制以及影響離子發(fā)射的因素；優(yōu)化出適合場(chǎng)致電離離子發(fā)射的CNT微束陣列結(jié)構(gòu)，采用微波等離子體CVD方法制備出CNT場(chǎng)離子發(fā)

2、射微束陣列，研究其場(chǎng)致離子發(fā)射特性。為以后制備基于CNT場(chǎng)致離子發(fā)射的中子管提供理論指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）首先對(duì)碳納米管陣列微束的制備進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，探討了影響碳納米管陣列微束形貌、性能的一些因素（生長(zhǎng)時(shí)間、催化劑Fe、等離子體的位置等），摸索出了優(yōu)化的制備碳納米管微束陣列的工藝。使用了MWPCVD生長(zhǎng)出的碳納米管垂直度良好，與襯底的粘附性、導(dǎo)電性良好，均勻性良好，晶格缺陷比較少的碳納米管微束陣列。

3、>　?。?）根據(jù)離子發(fā)射的要求，結(jié)合金屬場(chǎng)電離理論，提出一種創(chuàng)新的碳納米管微束陣列場(chǎng)致電離離子發(fā)射結(jié)構(gòu)，建立了相應(yīng)的理論模型，為制備碳納米管場(chǎng)致電離離子發(fā)射陰極陣列提供了理論指導(dǎo)。
　?。?）使用二極管模型進(jìn)行了場(chǎng)致離子發(fā)射的測(cè)試，分析了在氫氣、甲烷、氧氣環(huán)境下不同的氣壓下的碳納米管的場(chǎng)致離子發(fā)射情況。同時(shí)，我們還對(duì)比了不同長(zhǎng)度的碳納米管在氫氣環(huán)境下的離子發(fā)射情況。而且，還研究了離子發(fā)射電流的穩(wěn)定性情況。對(duì)比了氫氣環(huán)境中，相同氣壓