自會聚陰極碳納米管場發(fā)射顯示器的計(jì)算機(jī)模擬.pdf

1、場發(fā)射顯示器(FED)由于同時(shí)具有CRT顯示器的優(yōu)點(diǎn)和平板顯示器的特點(diǎn)，而頗受關(guān)注。而碳納米管(CNT)因?yàn)槠淞己玫膸缀瓮庑?、電學(xué)和機(jī)械性能而成為FED陰極的理想選擇。在目前研究最多的三極結(jié)構(gòu)CNT-FED中，存在電子束發(fā)散的問題，使得象素變大，分辨率降低。針對此問題我們提出了一種新型自會聚凹面陰極CNT-FED，并使用ANSYS軟件模擬其場發(fā)射過程，研究凹面陰極結(jié)構(gòu)對電子束會聚的作用。 經(jīng)過對比，凹面陰極的發(fā)射電子束會聚情況明

2、顯優(yōu)于平面陰極發(fā)射。隨著凹面曲率的增加，電子束會聚程度提高，明顯趨于會聚于陽極上一很小區(qū)域，但是當(dāng)凹面曲率進(jìn)一步增加的時(shí)候，電子束發(fā)生交叉，導(dǎo)致電子束半徑逐漸增大。這一過程類似于透鏡的聚焦過程，但是經(jīng)過觀察電子軌跡，我們發(fā)現(xiàn)電子束交叉時(shí)并非會聚于一點(diǎn)，而是在Y軸上一個(gè)很小的范圍內(nèi)發(fā)生交叉，這一特點(diǎn)影響了電子束達(dá)到聚焦于一點(diǎn)的理想化情況，但是可以部分補(bǔ)償由于CNT發(fā)射層制備等工藝造成的誤差。 我們研究了獨(dú)立發(fā)射單元模型中可能影響發(fā)

3、射效果的幾個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)柵極電壓Vg增大時(shí)候，局域電場升高，電子束向+X軸方向偏移，電子束半徑先減小后增大。隨著柵極和陰極間距Dgc或者柵極孔直徑d增大，電子束向-X軸方向移動，電子束半徑出現(xiàn)先減小后增大的趨勢，發(fā)射表面電場緩慢減小。發(fā)射單元之間具有類似CNT陣列內(nèi)管間的屏蔽效應(yīng)，因此我們對發(fā)射單元間距進(jìn)行了優(yōu)化。 經(jīng)過優(yōu)化CNT-FED結(jié)構(gòu)，我們的模型可以將電子束會聚在陽極上一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)，陽極電流密度在這一區(qū)域內(nèi)疊加使得亮