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《碳納米管場發(fā)射特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第32卷第12期光子學(xué)報Vol.32No.122003年12月ACTAPHOTONICASINICADecember2003碳納米管場發(fā)射特性研究1,2,32121,2田進壽李冀王俊鋒楊勤勞牛憨笨(1中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所,西安710068)(2深圳大學(xué)光電子學(xué)研究所,廣東省光電子器件與系統(tǒng)重點實驗室,廣東深圳518060)(3中國科學(xué)院研究生院,北京100039)2摘要從FowlerNordheims理論出發(fā),對實驗中測得的碳管場發(fā)射中l(wèi)
2、n(I/V)~1/V并不是嚴格的線性關(guān)系進行了分析,認為主要是碳管吸附態(tài)(主要是水蒸氣)的改變引起有效功函數(shù)改變,同時隨著發(fā)射電流的增大,個別較長碳管表面的突起在殘余氣體離子轟擊下變得平滑甚至縮短,熱熔化也可能造成碳管縮短.另一方面,隨著電場強度的增大,較短碳管的場發(fā)射對總發(fā)射電流的貢獻也相對提升這些因素都會造成場發(fā)射中FN曲線的斜率發(fā)生改變關(guān)鍵詞FowlerNordheim理論;碳納米管;場增強因子;功函數(shù)中圖分類號TN203文獻標(biāo)識碼A0引言1實驗自從1991年
3、S.Iijima發(fā)現(xiàn)碳管以來,對其認知我們所用的碳管是用化學(xué)氣相沉積法(CVD)研究和應(yīng)用研究從來就沒有停止過分子結(jié)構(gòu)的完制備的,在電子顯微鏡下觀察,其純度很高,很多碳整性,使單壁碳納(SWCNTs)米管具有獨特的電學(xué)、管往往聚集、纏結(jié)在一起,因此需要用超聲的辦法將力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,使其成為化學(xué)界和新型材其分散開用潔凈的鑷子夾取適量碳管粉末倒入丙料中的一顆明星,碳納米管及其衍生物有可能成為酮溶液中,然后超聲半小時以上,用吸管吸取碳管懸下一代納米電子器件的基本材料科學(xué)家對浮液滴在事先準備
4、好的銀漿上面,就會發(fā)現(xiàn)碳管吸SWCNTS的潛在應(yīng)用作了廣泛研究:如氣體儲存、附在銀漿上面,而丙酮溶液則順著銀漿堆周邊流下量子導(dǎo)線、電子器件、催化劑載體、超強材料、超級電來為了盡量減小丙酮對銀漿的改性,影響絲印質(zhì)容器、顯微鏡探針、顯示器等[1]由于其高的尺寸比量,用濾紙小心地將流下來的丙酮吸掉由于銀漿的粘滯性很強,用專用工具對銀漿進行充分地攪拌,和化學(xué)穩(wěn)定性,它也是一種優(yōu)良的場發(fā)射體但對這樣進行多次反復(fù),直到碳管的含量合適為止,既可碳管的場發(fā)射機制到目前為止還有不同的認識,有以保證有足夠的
5、發(fā)射電流,也可以避免相鄰碳管之些學(xué)者認為碳管的場發(fā)射符合FowlerNordheims間的場屏蔽效應(yīng)將銀漿和碳管的混合物用絲網(wǎng)印隧穿理論,電子是從納米碳管的頂端發(fā)射出來的,功[2]函數(shù)接近石墨的功函數(shù),而另一方面,Collins和[3][4]Zettle以及Bonard等人認為:碳管的場發(fā)射要比FN的隧穿理論復(fù)雜得多,并且提出了新的碳管場[5]發(fā)射模型,Gulyaev認為:單壁碳管和多壁碳管場發(fā)射特性與溫度的密切聯(lián)系說明了碳管是低功函數(shù)[6]場發(fā)射體,Rinzler卻認為碳管的是一種非常尖
6、的高功函數(shù)發(fā)射體,碳管在溫度較高時場發(fā)射的增強是因為碳管尖端碳原子的重構(gòu)導(dǎo)致場增強因子增大[7]的緣故,Dean等人將碳管的場發(fā)射分為三個過程:吸附態(tài)、潔凈態(tài)和大電流態(tài)我們在實驗中發(fā)現(xiàn)碳管的場發(fā)射特性曲線也不是一條嚴格的直線,而是隨電場強度變化的為此我們建立了一個簡單的模型,試圖說明實驗中觀察到的發(fā)射特性圖1(a)激光束刻蝕的溝槽,(b)溝槽邊緣的碳納米管,(c)溝槽邊一根長度達5m的碳管Fig.1(a)Atrenchetchedbylaserbeam,(b)Carbonnanotu
7、beontheedgeoftrench,(c)Acarbonnanotubewiththelengthof5mTel:075526538556Email:tianjs@hotmail.com收稿日期:2003012712期田進壽等.碳納米管場發(fā)射特性的研究1443制技術(shù)印制在潔凈的玻璃基板上,置于馬福爐內(nèi),在溝槽,很少有銀顆粒留在溝槽中間,溝槽寬度在300加熱半小時,使銀漿固化,銀漿一方面對碳管35m左右,兩側(cè)有碳管存在(如圖1(b)),而在溝有固定作用,另一方面使碳管上發(fā)射的電子源源
8、不槽中間很少見到,這很可能是碳管隨銀顆粒一起被斷地得到補充利用碳管和銀漿熔點的不同,用熱濺射出去而不是被激光燒掉的在溝槽中能夠偶然蝕法在銀漿上刻蝕出溝槽,仔細調(diào)節(jié)激光打標(biāo)機的觀察到比較長的碳管存在,如圖1(c),溝槽中有一能量和掃描速度,既要保證能夠刻蝕下銀漿,使陰極根碳管其露出銀層外的長度為5m左右,溝槽邊和柵極之間形成電絕緣(陰極和柵極之間的電阻在緣不是很整齊,碳管長短各異測定碳管的場發(fā)射50M以上),又要保證在溝槽邊緣留下碳管,然后特性如圖2所示可見當(dāng)電極間所加電壓超過40-5
