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无氢化学气相沉积法制备碳纳米管

夏玉学 , 王维彪 , 陈明 , 梁静秋 , 雷达 , 陈松 , 刘丽丽 , 姜锦秀

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2005.04.003

采用无氢的化学气相沉积法(CVD)进行碳纳米管的制备技术研究,并成功地制备了φ20～φ80nm左右,长度为50～100μm左右的碳纳米管.通过改变气体的流量等影响因素实现了定向碳纳米管薄膜和多层碳纳米管薄膜以及其它各种形态的碳纳米管的制备.采用微区Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等方法对产物的形貌和结构进行了表征,结果表明采用无氢CVD法可以制备出多种形态的碳纳米管.

关键词: 无氢化学气相沉积 , 碳纳米管 , 催化剂

金刚石/银复合材料:制备、电泳沉积及场发射性能研究

曾乐勇 , 王维彪 , 梁静秋 , 夏玉学 , 雷达 , 陈松 , 刘丽丽 , 赵海峰 , 任新光

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2007.02.006

采用化学镀银的方法,制备了银包覆的金刚石复合材料,并利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼(Raman)光谱对样品的形貌和微结构进行了表征.利用电泳沉积的方法,制备了均匀的金刚石/银复合材料薄膜,场发射测试结果表明,在22 V/μm的电场下,金刚石/银复合材料的发射电流密度可达23.7 μA/cm2;而在26 V/μm的电场下,高压金刚石薄膜的发射电流密度仅为0.2 μA/cm2.与高压金刚石薄膜的场发射结果相比,金刚石/银复合材料的场发射性能有明显的提高.银的存在使银与金刚石界面处形成电子发射区,在外加电场作用下,该区域电子优先隧穿表面势垒逸出到真空,形成场致电子发射.

关键词: 场发射 , 金刚石 , 银

不同基底上碳纳米管的制备及生长机理

曾乐勇 , 王维彪 , 梁静秋 , 夏玉学 , 雷达 , 赵海峰

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.04.006

以二茂铁为催化前驱物,C2H2为碳源,N2为载气,采用浮动催化法,在蓝宝石、单晶硅、石英、玻璃以及碳纤维基底上制备了不同形貌和结构的碳纳米管.利用扫描电子显微镜和Raman光谱对碳纳米管的形貌和微结构进行了表征.结果表明在蓝宝石和石英基底上所生长的碳纳米管薄膜具有较好的定向性和较高的石墨化程度;单晶硅基底上碳纳米管薄膜呈"底疏顶密"分布;而玻璃和碳纤维基底上所生长的碳纳米管不具有定向性.最后,对不同基底对碳纳米管生长的影响进行了分析和讨论.

关键词: 碳纳米管 , 浮动催化 , 显微镜 , Raman光谱

碳纤维衬底上定向碳纳米片阵列的制备

曾乐勇 , 王维彪 , 梁静秋 , 夏玉学 , 雷达 , 赵海峰

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.03.020

以乙炔(C2H2)为碳源,N2为载气,二茂铁为催化前驱物,采用浮动催化法,在碳纤维衬底上制备了垂直定向的碳纳米片阵列.利用SEM,EDX和Raman光谱对所得产物进行了表征.结果表明经十二烷基磺酸钠(SDS)和二茂铁的丙酮溶液煮沸和浸泡处理后的碳纤维表面所生长的碳纳米片长度约为600 nm,宽度约为50 nm.Raman光谱分析表明所制备的碳纳米片为石墨结构.碳纤维的预处理不仅活化了表面,而且避免了催化剂向其内部的渗透和吸收.基于以上结果,碳纤维/碳纳米片在场发射领域很可能有重要的应用.

关键词: 碳纤维 , 碳纳米片 , 浮动催化

阳极氧化条件对多孔硅冷阴极场发射特性的影响

丁邦建 , 王维彪

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2000.04.006

研究了多孔硅的制备条件对多孔硅冷阴极场发射特性的影响，实验表明多孔硅的制备条件如电解电流密度、电解时间等对多孔硅冷阴极的场发射特性有较大的影响。

关键词: 阳极氧化 , 场发射 , 多孔硅冷阴极

多孔硅场致电子发射

丁邦建 , 王维彪

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2000.04.005

研究了多孔硅冷阴极的场致电子发射特性，实验表明采用电化学阳极腐蚀、氧化、蒸电极等工艺可以制备一种平面薄膜型多孔硅冷阴极。在超高真空环境下测量了多孔硅冷阴极的电子发射特性。

关键词: 多孔硅 , 场发射 , 冷阴极

外延纳米金刚石膜及其场发射特性

王维彪 , 顾长志 , 纪红 , 彭红艳 , 赵海峰 , 张传平

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2003.03.003

研究了纳米金刚石外延薄膜的制备方法及其场发射特性.采用电泳方法将粒径20nm以下的纳米金刚石微晶沉积到Ti电极衬底上,用热丝CVD方法在纳米金刚石微晶薄膜上再外延生长一层含非晶碳金刚石薄膜.用Raman光谱研究了外延纳米金刚石薄膜的结构并在高真空条件下研究了其场发射特性.

关键词: 纳米金刚石 , 外延 , 场发射

碳纳米带的合成及场致电子发射

王维彪 , 夏玉学 , 陈明 , 徐迈

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2004.06.001

介绍了液相合成的碳纳米带的场致电子发射特性,探索其在场发射中的应用.碳纳米带的合成采用电化学液相合成的方法在硅衬底上制备而成.通过扫描电镜和Raman光谱对碳纳米带的结构进行了分析.场发射特性测试结果表明,碳纳米带膜的场发射阈值电场为2.5 V/μm.研究表明碳纳米带具有一些独到的特点,也非常适合场发射显示用冷阴极的制备.研究纳米石墨带薄膜的场发射特性对其在场发射显示器件和其他真空微电子器件中的应用有重要的意义.

关键词: 碳纳米带 , 场发射 , 合成

非线性光栅自调制光限幅器件研究

关中素 , 掌蕴东 , 马少杰 , 陈明 , 徐迈 , 王维彪

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2005.02.006

研制出一种三角槽型透明高分子聚合物光栅与该聚合物平板间填充有机非线性光学液体的夹层结构器件,具有非线性自调制光限幅功能.实验测得该器件对较弱的532 nm波长的YAG倍频激光透过率大于60 %,对较强激光透过率小于2 %～3 %.理论预期在激光波长400～700 nm都有光限幅特性,且愈靠近532 nm波长,激光限幅功能愈强.首次从实验上验证了该非线性光栅具有自适应宽带光限幅的功能.它不仅可以实现可调谐光限幅,且对所设计的激光波长,达到能量低于人眼安全阈值的高效激光防护成为可能.

关键词: 光学限幅器 , 非线性光栅 , 非线性自调制

前栅极冷阴极器件中单根纳米线表面电场分布研究

雷达 , 曾乐勇 , 夏玉学 , 陈松 , 梁静秋 , 王维彪

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2006.06.011

利用静电场理论,对带栅极纳米线场发射冷阴极器件模型进行电场计算,在此基础上,进一步对器件几何参数以及电压对纳米线顶端表面电场的影响做了理论分析.结果表明,在纳米线低于栅极的情况下,纳米线顶端表面电场强度比其他点更强,随着离纳米线顶端距离的增加,电场急剧下降;栅孔半径、阴极与栅极距离的减小以及纳米线长度的增加,均使纳米线顶端表面电场大大增强,而栅极与阳极间距变化对顶端表面电场的作用很微弱;另外,纳米线顶端表面电场随栅极和阳极电压的增加而大幅度增强,尤其栅极电压的变化对纳米线顶端表面电场的影响更大.

关键词: 场发射 , 冷阴极器件 , 静电场理论 , 纳米线

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