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纳米碳管作为准一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多出色的力学、电学和化学性能,从而引起各界广大的关注,引发了纳米碳管的研究热潮和纳米碳管科学技术的飞速发展。纳米碳管具有极其大的表面比、极小的纳米级针尖尖端半径、极高的机械强度、良好的化学稳定性、低的场发射阈值电场强度,高的发射电流密度等性能特点,被认为是目前最有前途的阴极场发射材料之一。本文首先介绍了利用化学气相沉积法、电弧放电法等方法制备以及纯化纳米碳管的研究工作;而后讨论了利用丝网印刷技术制备纳米碳管场发射显示器阴极,测试了其场发射性能和发光情况,并提出了改善场发射性能的处理方法,最后对纳米碳管场发射阴极材料存在的问题进行了讨论并对其未来发展的做出了一系列展望。
第一章绪论
本章主要回顾了纳米碳管的发现过程,简要介绍了纳米碳管的结构特点和生长机理。根据纳米碳管的具体特性,详细介绍了纳米碳管在电子器件、复合材料、储能方面以及生物医学等领域的发展情况以及应用前景。最后详细介绍了纳米碳管的场发射机制、特性,纳米碳管场发射显示器的原理以及国内外发展情况。
第二章纳米碳管的制备和纯化本章着重介绍了利用化学气相沉积法、电弧放电法以及激光蒸发石墨法等方法制备纳米碳管的研究,并详细介绍了纳米碳管的各种纯化方法。
第三章纳米碳管在场发射显示器中的应用研究本章主要介绍了纳米碳管作为场发射显示器阴极材料的研究。利用丝网印刷方法制备单壁纳米碳管阴极,并利用老炼方法提高其场发射性能。实验表明单壁纳米碳管具有较低的开启电压和较高的场发射电流密度,可以成为具有优异性能和应用前景的场发射阴极材料。同时利用丝网印刷技术制备多壁纳米碳管阴极,利用二极结构对其场发射性能进行测试。加外电场处理后,所制备的纳米碳管阴极场发射性能有一定提高。最后分析了利用丝网印刷方法制备纳米碳管场发射阴极材料仍然存在的一些问题,并提出了一些设想,这些将是今后工作的重点。