本文關(guān)鍵詞：石墨烯陣列場(chǎng)發(fā)射性能的研究　出處：《東南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：石墨烯是一種由碳原子以Sp2雜化軌道組成的六角型晶格單原子層二維晶體。有許多獨(dú)特的性質(zhì),它是零帶隙的半金屬半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的電導(dǎo)率、良好的載流子遷移率、很高的熱導(dǎo)率、超高的比表面積以及優(yōu)異的力學(xué)性能,這些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)使得石墨烯具有良好的場(chǎng)發(fā)射性質(zhì)。場(chǎng)致發(fā)射是冷陰極電子發(fā)射。場(chǎng)發(fā)射陰極具有大電流、低功耗和冷發(fā)射的特點(diǎn),有著廣闊的應(yīng)用前景。石墨烯具有眾多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),使其成為理想的場(chǎng)發(fā)射陰極材料。但是,目前石墨烯作為場(chǎng)發(fā)射陰極一般都是成片隨機(jī)堆疊分布,局部場(chǎng)發(fā)射電子方向、電流密度隨機(jī)分布,發(fā)射穩(wěn)定性和均勻性較差,制約了其在場(chǎng)發(fā)射方面的應(yīng)用。本論文針對(duì)上述的特點(diǎn),以石墨烯為研究對(duì)象,在深入分析石墨烯場(chǎng)發(fā)射陰極基礎(chǔ)上,對(duì)石墨烯陰極結(jié)構(gòu)及其制備工藝作了創(chuàng)新性和探索性研究。提出了一種基于直立石墨烯環(huán)陣列的場(chǎng)發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)和制造工藝。主要工作內(nèi)容有：(1)利用COMSOL和自行設(shè)計(jì)的電子軌跡計(jì)算軟件對(duì)直立石墨烯陣列的場(chǎng)發(fā)射性能進(jìn)行仿真。研究了陰極間距和陰極周圍介質(zhì)對(duì)場(chǎng)發(fā)射性能的影響。仿真結(jié)果表明陰極周圍介質(zhì)對(duì)其場(chǎng)發(fā)射性能影響甚微,但是陰極間距的影響比較顯著。綜合考慮陰極電壓的調(diào)制作用和制作工藝的局限,陰極間距取5-10μm較為合適。(2)設(shè)計(jì)了凸起和凹洞兩種Ti-Cu-Ti的基底結(jié)構(gòu),采用磁控濺射鍍膜、光刻及蝕刻等工藝制備了兩種基底,對(duì)制備過程中的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,得到了能夠在凸起和凹洞側(cè)壁生長(zhǎng)石墨烯的基底。(3)采用乙炔作為碳源,采用LPCVD法在兩種基底上生長(zhǎng)出直立環(huán)狀石墨烯,并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了研究。利用拉曼圖譜和掃描電鏡對(duì)石墨烯的特性和形貌進(jìn)行分析,證明了工藝的可行性,為直立石墨烯作為場(chǎng)發(fā)射器件中的陰極結(jié)構(gòu)的應(yīng)用奠定了研究基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O613.71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1319719