電泳沉積碳納米管薄膜及其場發(fā)射性能的研究.pdf

1、陰極射線管顯示器(CRT)是最早發(fā)明也是發(fā)展最快的一種顯示成像技術(shù),它的優(yōu)點是色彩度高、視角廣、無壞點,但它也同時具有功耗高、體積大、笨重等缺點,限制了它的發(fā)展。最新的顯示成像技術(shù)是朝著輕重量、小體積的趨勢發(fā)展的,場發(fā)射顯示(FED)作為最新的一種平板顯示成像技術(shù),不僅具備C RT的種種優(yōu)點,同時還彌補了CRT所固有的不足之處。
　　冷陰極材料作為場發(fā)射顯示器中的關(guān)鍵部位,對于器件的場發(fā)射性能起到?jīng)Q定性的作用,因此選用何種冷陰極材

2、料顯得至關(guān)重要?；仡櫪潢帢O材料的發(fā)展史,金屬材料、硅、金剛石薄膜、類金剛石薄膜以及半導(dǎo)體材料等等都作為冷陰極材料而被應(yīng)用。而碳納米管(CNTs)作為一種新型的冷陰極材料,是一種準(zhǔn)一維納米材料,具有極高的長徑比和極小的端部曲率半徑以及低逸出功,兼有優(yōu)異的力學(xué)性能、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和化學(xué)穩(wěn)定性,這些特性使其成為理想的場發(fā)射材料,逐漸成為了近年來的研究熱點。但是碳納米管薄膜與基底的結(jié)合力問題,一直是制約其在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。如何改進工

3、藝,改善碳納米管薄膜與基底的結(jié)合性,提高碳納米管薄膜的場發(fā)射性能,對于實際工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用有重大意義。
　　通過電泳法沉積碳納米管薄膜,本文主要研究了以下幾個內(nèi)容:
　　(1)電泳沉積碳納米管薄膜及其場發(fā)射性能的研究
　　以單面拋光單晶硅片為基底,通過控制各工藝參數(shù),電泳沉積了碳納米管薄膜,進行了光學(xué)顯微鏡和SEM形貌研究。并在高真空二極管系統(tǒng)中,陽極為覆有熒光粉的 ITO玻璃,陰極為沉積所得碳納米管薄膜,陰陽極間距為

4、170μm。研究各工藝參數(shù)對Si-CNTs薄膜的場發(fā)射性能影響,得出了最佳工藝參數(shù):電壓為90V,沉積時間為120s,極板間距為3cm,溫度為25℃,電泳液采用異丙醇。所制得的樣品開啟電場為0.188V·μm-1,當(dāng)外加電場為2.8V·μm-1時,電流密度為5.4mA·cm-2。
　　(2)預(yù)鍍基底膜的電泳沉積碳納米管薄膜研究
　　為了增強碳納米管薄膜與基底之間的結(jié)合并提高場發(fā)射性能,采用直流磁控濺射在硅基底上分別預(yù)鍍了一層