隨著人們對X射線管成像的分辨率、穿透成像能力以及測試結(jié)果的精準(zhǔn)度等方面的要求不斷的提高,微焦點(diǎn)X射線管應(yīng)運(yùn)而生,其微米級的點(diǎn)光源,出色的成像效果和分辨率,廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)和材料科學(xué)等諸多微觀領(lǐng)域。采用場發(fā)射冷陰極作為電子源的微焦點(diǎn)X射線管,具有體積小、開啟電壓小、功耗小、工作穩(wěn)定以及壽命長等優(yōu)點(diǎn),各方面性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱陰極電子源。具有納米尺度的尖端曲率半徑的碳納米管,已然被公認(rèn)成為場發(fā)射首選的材料,但是基于碳納米管的冷陰極的場發(fā)射器件的低電流密度問題,一直困擾著科學(xué)界。本論文嘗試引入另外一種新型材料,具有高電導(dǎo)率、高熱導(dǎo)率、高強(qiáng)度、高電子遷移率的石墨烯。通過微波等離子體化學(xué)氣相沉積法（ME-PECVD）生長、光刻、轉(zhuǎn)移等方法結(jié)合石墨烯與碳納米管,制備出碳納米管與石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)的場發(fā)射冷陰極陣列,試圖改善目前碳納米管場發(fā)射陰極的問題和局限性,并利用三維電磁場模擬軟件仿真優(yōu)化設(shè)計出符合要求的微焦點(diǎn)X射線管。開展的主要實(shí)驗(yàn)研究如下:（1）系統(tǒng)地研究制備碳納米管場發(fā)射冷陰極的方法,在目前穩(wěn)定的制備碳納米管陣列工藝的基礎(chǔ)上,總結(jié)影響碳納米管場發(fā)射性能的因素,探究碳納米管場發(fā)射存在的問題和... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
        1.1.1 真空微電子學(xué)的產(chǎn)生背景
        1.1.2 場發(fā)射X射線管的發(fā)展及研究意義
    1.2 碳納米管場發(fā)射陰極的研究現(xiàn)狀及存在的問題
    1.3 本論文主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 碳納米管冷陰極與場致發(fā)射
    2.1 碳納米管概述
    2.2 碳納米管的基本性質(zhì)
    2.3 碳納米管的制備方法
        2.3.1 電弧法
        2.3.2 激光蒸發(fā)法
        2.3.3 化學(xué)氣相沉積法（CVD）
    2.4 基于碳納米管的場發(fā)射冷陰極
    2.5 場致發(fā)射理論
        2.5.1 場致電子發(fā)射現(xiàn)象
        2.5.2 Fowler-Nordheim（F-N）理論
    2.6 碳納米管場致發(fā)射陰極陣列的制備
        2.6.1 試劑及儀器
        2.6.2 碳納米管場發(fā)射陣列的制備工藝
            2.6.2.1 生長區(qū)域的控制
            2.6.2.2 生長形態(tài)的控制
            2.6.2.3 碳納米管的生長
    2.7 本章小結(jié)
第三章 碳納米管與石墨烯的復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列的研究與制備
    3.1 引言
    3.2 石墨烯概述
        3.2.1 石墨烯原子結(jié)構(gòu)
        3.2.2 石墨烯的性質(zhì)
        3.2.3 石墨烯的制備
    3.3 碳納米管與石墨烯的復(fù)合結(jié)構(gòu)
        3.3.1 碳納米管薄膜與石墨烯薄膜的比較
        3.3.2 碳納米管與石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列的制備
    3.4 本實(shí)驗(yàn)采用的制備方案
        3.4.1 原發(fā)生長碳納米管與石墨烯的復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列
        3.4.2 現(xiàn)成石墨烯的轉(zhuǎn)移
        3.4.3 石墨烯表面襯底的光刻工藝
    3.5 場發(fā)射測試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 微焦點(diǎn)X射線管
    4.1 X射線管的原理、組成及應(yīng)用
        4.1.1 X射線管外殼
        4.1.2 X射線管的陰極
        4.1.3 X射線管的柵極
        4.1.4 X射線管的陽極
    4.2 X射線管的技術(shù)指標(biāo)
        4.2.1 焦點(diǎn)大小
        4.2.2 靶面傾角
        4.2.3 最大熱容量
        4.2.4 冷卻速率
        4.2.5 電參數(shù)
    4.3 X射線管電子槍結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬
        4.3.1 Opera軟件簡介
        4.3.2 場發(fā)射電子槍的建模與仿真
        4.3.3 最優(yōu)電子槍結(jié)構(gòu)及其性能表征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻碩期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳納米管的結(jié)構(gòu)、對稱性及晶格動力學(xué)[J]. 王玉芳,藍(lán)國祥.  光散射學(xué)報. 1999(01)



本文編號：2997211