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碳纳米复合材料的制备以及场发射特性研究

作　者: 陈涛
导　师: 曾葆青
学　校: 电子科技大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 场发射石墨烯碳纳米管复合材料
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

阴极是真空微电子器件的核心部件之一。向小型化发展真空微电子器件对阴极提出越来越高的要求,例如微型化、响应快、长寿命等等。对阴极发展的新要求促使了场发射冷阴极的快速发展。研制新型的冷阴极材料,改善冷阴极的结构形态是冷阴极的研究重点。本文在多级场增强机理制备的指导下,研究了碳纳米复合材料的场发射冷阴极。提出二级场增强结构模型。制备出碳纳米管/聚氨酯泡沫场发射冷阴极,场增强因子高达2.5×104,同时其阈值电场达到1.4V/μm。碳纳米管/聚氨酯泡沫易于实现场发射冷阴极的大面积制备,聚氨酯基体对CNT提供保护,并且工艺简单,制备成本低廉,电流密度达到场致发射显示器应用的要求。制备石墨烯复合材料的场发射冷阴极,实现石墨烯在复合材料中的准二维结构分布。复合材料制备需要大量的石墨烯,于是我们利用插层氧化技术,实现了氧化石墨烯的大量制备。在获得大量氧化石墨烯的基础上,利用微波加热使氧化石墨烯使其热膨胀,实现石墨烯粉体的大量制备。制备出石墨烯/超高分子量聚乙烯、石墨烯/聚乳酸复合材料的场发射冷阴极。研究电场诱导对石墨烯/聚乳酸场发射特性的影响。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 场发射的理论  8-10
  1.2 阴极的应用  10-12
  1.3 石墨烯  12-15
    1.3.1 石墨烯的发现  12-13
    1.3.2 石墨烯的结构  13-14
    1.3.3 石墨烯的物理性质  14-15
  1.4 本文的研究工作背景和内容安排  15-16
第二章高场增强因子场发射冷阴极  16-32
  2.1 高场增强因子场发射冷阴极模型设计  16-22
    2.1.1 多级场增强理论  16-17
    2.1.2 楔型阴极结构设计  17-19
    2.1.3 二级场增强结构设计  19-22
  2.2 碳纳米管/聚氨酯泡沫制备以及表征  22-26
    2.2.1 碳纳米管/聚氨酯泡沫制备  22-23
    2.2.2 碳纳米管/聚氨酯泡沫表征  23-26
  2.3 碳纳米管/聚氨酯泡沫场发射特性研究  26-30
    2.3.1 场发射测试设备和结构  26-27
    2.3.2 场发射测试  27-29
    2.3.3 结果与讨论  29-30
  2.4 本章小结  30-32
第三章石墨烯/超高分子量聚乙烯场发射冷阴极制备  32-50
  3.1 石墨烯应用  32-34
  3.2 石墨烯制备现状  34-39
    3.2.1 石墨烯制备现状  34-36
    3.2.2 氧化石墨烯制备现状  36
    3.2.3 氧化石墨烯制备存在问题以及解决方案  36-39
  3.3 氧化石墨烯大量制备以及表征  39-48
    3.3.1 氧化石墨烯大量制备  39-42
    3.3.2 氧化石墨烯表征  42-48
  3.4 石墨烯/超高分子量聚乙烯场发射冷阴极制备  48-49
  3.5 本章小结  49-50
第四章电场诱导石墨烯/聚乳酸场发射特性研究  50-59
  4.1 热膨胀法制备石墨烯现状  50-54
    4.1.1 热膨胀法制备石墨烯  50
    4.1.2 应用  50-52
    4.1.3 存在问题以及解决方案  52-54
  4.2 石墨烯大量制备以及表征  54-56
    4.2.1 石墨烯大量制备  54-55
    4.2.2 石墨烯大量制备以及表征  55-56
  4.3 电场诱导对石墨烯/聚乳酸场发射特性的影响  56-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章结论和展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
攻硕期间取得的研究成果  65-66

碳纳米复合材料的制备以及场发射特性研究

内容摘要

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