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碳纳米管薄膜场致发射性能研究

作 者: 方建放
导 师: 薛绍林
学 校: 东华大学
专 业: 等离子体物理
关键词: 碳纳米管薄膜 冷阴极材料 电子发射 场致发射 场发射性能 纳米 烧蚀法 CNTs 阴极薄膜 碳纳米管阴极 薄膜阴极 nanotubes 发射电子 场发射理论 丝网印刷 平板显示器 逸出功 碳管 场发射显示器 激光蒸发法
分类号: TB383.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


场发射显示器(Field Emission Display, FED)具有轻薄、功耗小、图像质量好等优越性,被认为是下一代理想的平板显示器。碳纳米管的发现,引起了全世界众多科学家的关注,其优异的电学、力学、磁学性能,可以在许多领域得到应用。尤其它具有大的长径比,低功函数,良好的导电性和纳米级尖端,使它能够在较低的电压下就能长时间发射电子,因此被认为是一种优良的场发射阴极材料。随着碳纳米管的发现,基于丝网印刷技术的碳纳米管场致发射显示器件成为目前平板显示领域的研究热点。器件性能提高的关键是碳纳米管阴极场致发射特性的改善,而更基本的是开发满足器件要求的可印制的碳纳米管基冷阴极材料。器件实用化的关键则是提高大面积场致发射的均匀性和稳定性。在总结场致发射技术进展和大量前期实验的基础上,本论文的研究工作主要是对碳纳米管阴极薄膜进行后处理,后处理可极大改善碳纳米管薄膜场发射性能。本文用氦等离子体烧蚀CNTs薄膜阴极,能增加碳纳米管的缺陷,增加电子发射点数量,等离子处理还可使使粘连的碳管随其表面粘附有机物的蒸发而分散开,管间隙增加,屏蔽效应减小,场倍增因子增大。因而氦等离子体烧蚀是提高碳纳米管场发射性能的一种有效方法,对研发平板显示器阴极材料有重要意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 场发射显示器的研究概况  11-19
  1.1 场发射显示器的研究  11-15
    1.1.1 场发射显示器的研究的历史  11-12
    1.1.2 几种常见的平板显示器  12-15
      1.1.2.1 液晶显示器(LCD:Liquid Crystal Display)  12-13
      1.1.2.2 等离子体显示(PDP:Plasma Display Panel)  13-14
      1.1.2.3 场致发射显示器(FED:Field Emission Dispaly)  14-15
  1.2 场发射阴极类型  15-17
    1.2.1 微尖型冷阴极  15
    1.2.2 金刚石和类金刚石薄膜型冷阴极  15-16
    1.2.3 金属—绝缘体—金属(MIM)冷阴极  16-17
    1.2.4 碳纳米管冷阴极  17
  1.3 本论文研究的内容、创新点及结论  17-19
第二章 碳纳米管  19-28
  2.1 碳纳米管的发现和结构  19-21
  2.2 碳纳米管的制备方法  21-22
    2.2.1 石墨电弧法(Arc-discharge)  21-22
    2.2.2 激光蒸发法(Pulsed Laser Deposition,PLD)  22
    2.2.3 太阳能法(Solar Still)  22
  2.3 碳纳米管的诸多优异性质  22-24
  2.4 碳纳米管的表征  24-26
    2.4.1 碳纳米管的SEM表征  24
    2.4.2 碳纳米管薄膜的TEM表征  24
    2.4.3 碳纳米管薄膜的Raman光谱表征  24-26
  2.5 碳纳米管的运用  26-28
    2.5.1 电磁干扰屏蔽材料及隐形材料  26
    2.5.2 碳纳米管复合材料  26-27
    2.5.3 催化剂载体  27-28
第三章 碳纳米管的场发射理论  28-41
  3.1 电子发射的理论基础  28-32
    3.1.1 电子发射的基本形式  28-32
  3.2 碳纳米管场致电子发射理论  32-34
    3.2.1 金属的F-N理论  33-34
  3.3 碳纳米管场发射机制  34-36
  3.4 影响非线性关系的几个因素  36-37
  3.5 碳纳米管在场发射结构  37-39
    3.5.1 二极结构的设计  37
    3.5.2 三极结构的设计  37-39
  3.6 改善碳纳米管发射性能的途径  39-41
第四章 丝网印刷碳纳米管阴极场发射性能的研究  41-53
  4.1 碳纳米管场发射阴极的制作工艺  41-42
  4.2 丝网印刷概述  42-46
    4.2.1 丝网印刷的原理  42-43
    4.2.2 网印刷发的特点  43-44
    4.2.3 丝网印刷在平板显示中的应用  44
    4.2.4 手动丝网印刷的印刷  44-46
  4.3 印刷浆料的制备  46
  4.4 碳纳米管阴极的印刷  46-47
  4.5 氦等离子体烧蚀对丝网印刷制备碳纳米管阴极场发射性能的影响  47-53
第五章 结论  53-54
参考文献  54-60
攻读硕士学位期间取得的科研成果  60-61
致谢  61

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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