CNTs-TiO2-Ti納米復合結構及其場致電子發(fā)射特性研究.pdf

1、場致電子發(fā)射已被應用于平板顯示器、微傳感器、電子顯微鏡等器件,而這類場發(fā)射器件的關鍵在于研制高效、穩(wěn)定、均勻的場致電子發(fā)射冷陰極。因此,近年來人們不斷嘗試由多種納米材料(如金屬、半導體、碳化物、氧化物、碳基材料及其復合材料等)制備場致電子發(fā)射冷陰極,以尋求功函數(shù)低、傳導性好、場增強因子高、發(fā)射電流密度大且性能穩(wěn)定的場發(fā)射材料。
　　本論文基于我們研究小組已有研究工作的基礎,經(jīng)過大量的文獻調研,在導師的指導下,確定以“CNTs/Ti

2、O2/Ti納米復合結構及其場致電子發(fā)射特性研究”為課題開展了較為深入的研究工作。論文主要述及以下兩方面的研究工作:
　　(1)采用陽極氧化法,在HF溶液(0.5wt％)中,固定陽極電壓(15V),以不同的氧化時間分別制備了形貌各異的系列TiO2/Ti納米管陣列膜。通過對樣品形貌和物相的表征以及場電子發(fā)射特性的測試,其結果表明,對氧化時間的調節(jié)可改變TiO2納米管陣列膜的形貌,進而改善其場電子發(fā)射性能。調節(jié)到適當?shù)难趸瘯r間,可得到結

3、構參數(shù)優(yōu)化的TiO2納米管陣列膜,使其開啟電場降低至4.6V/μm,場增強因子高達1150。
　　(2)用化學氣相沉積(CVD)工藝,在TiO2/Ti納米管陣列膜內生長碳納米管(CNTs),形成CNTs/TiO2/Ti納米復合結構。固定其它工藝參數(shù)不變,專門考察了生長時間對該復合結構的場致電子發(fā)射性能的影響。通過對樣品形貌和物相的表征以及場電子發(fā)射特性的測試,其結果表明,一方面,CNTs/TiO2/Ti納米復合結構比TiO2/Ti