碳纳米管场致发射结构的研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------碳纳米管场致发射结构的研究真空电子技术VACUUMELECTRONICS李俊涛,雷　威(东南大学　电子工程系,江苏南京210096)StudyoftheFieldEmissionStructureofCarbonNanotubesLIJun2tao,LEIWei(DepartmentofElectronicEngineeri

2、ng,Southeastsity,,)Abstract:　Withitsuniqueelectriccoldcathode.Inthefieldemissiondevic2es,thevacuum.thecathodeistoopoor,itwillgeneratespark,gasionizationandionbombardment,infastattenuationoftheemissioncurrent.Inthispaper,thefieldemissionexperimentsofadiodeanda

3、triodeoncarbonnanotubecoldcathodeareperformed,therelationshipbetweenthegaspressureandtheappliedvolt2age,theworkingtimeoftheemitterarestudied.Theresultscanbeusefultooptimizethedesignationofthetriodestructureofcarbonnano2tubes.　　Keywords:　Coldcathode;Carbonnano

4、tube;Fieldemission摘　要:　碳纳米管以其特有的电学性质而成为一种优良的冷阴极材料。在场致发射器件中,真空度是决定发射稳定性的一个重要因素。如果碳纳米管阴极附近的真空度太低,将产生打火、气体电离、离子回轰阴极等问题,将导致阴极发射电流的迅速衰减。本文通过对——————————————————————————————————————-------------------------------------------------------------------------------------

5、-----------基于碳纳米管冷阴极的二极管和三极管的场发射特性的实验,分析了残余气体压强与外加电压、发射体工作时间的关系以及碳纳米管阵列的I2E曲线,利用这些结果可以优化碳纳米管场致发射结构的设计。　　关键词:　冷阴极;纳米碳管;场致发射　　中图分类号:TN873　　文献标识码:A　　文章编号:100228935(2003)0120015203　　碳纳米管是由日本科学家Iijima在1991年首先[1]发现的。在其后的数年间,碳纳米管成了学术界研究的热点。1995年瑞典的WaltA.DeHeer研究了碳纳米

6、管的场发射特性,提出将碳纳米管作为场发射电子源的设想,并在《Science》上发表了他们的[2]研究成果,在学术界引起了很大的轰动。越来越多的研究机构和跨国公司都集中了很大的力量进行碳纳米管场发射显示器件的研究,并在短时间内取得了一些实质性进展。韩国Samsung公司展示了其研制的4.5英寸碳纳米管场致发射显示器。该显示板厚度仅为2.2mm,阳极工作电压800V,亮度高达2350cdΠm。中国台湾工业技术研究院电子工业研究所在碳纳米管场致发射显示器研究方面也取得了重大的进展,据称已研制出了可以显示动态图像的碳——

7、————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------收稿日期:2002209203基金项目:国家大功率微波电真空器件技术重点实验室基金资助项目纳米管场致发射显示器。美国的CandescentTechn2ologies和Motorala、韩国的OrionElectricCo.Ltd.等公司在工业圆桌会议上都

8、声称其在碳纳米管场致发射显示器研究方面取得了重大的进展。为了采用碳纳米管阴极得到较小的调制电压范围,很多国外的研究机构都开始研究碳纳米管的场致发射三极结构。SamsungAdvancedInstituteofTechnology的J.M.Kim提出了undergatetriode和remote-gatetriode两种三极结构,据称其调制电压范围已经有很大的改善[3]。中