冷壁法制备大发射电流密度复合阴极及其性能研究

冷壁法制备大发射电流密度复合阴极及其性能研究

陈心全 王琦龙 崔云康 狄云松 张晓兵

(东南大学电子科学与工程学院 南京 210096)

　　阴极作为电子发射源，被喻为真空电子器件的“心脏”。而碳纳米管(CNT)又是场致发射阴极的首选材料，其在电子、机械和化学方面具有独特特性，有较低的逸出功，极高的纵横比，理论上可实现106 A/cm2 的场致发射电流密度。

　　单根碳纳米管虽然可以实现较大的场发射电流密度，但对于大面碳纳米管的场发射，制备出同时具有稳定的大电流密度及大电流的碳纳米管场发射阴极目前仍有一定的难度。这主要是由于碳纳米管阴极制的备中，碳纳米管的长度、直径和间距差别较大，分布不均匀，场发射一致性差，易造成碳纳米管的局部烧毁。

　　另外，碳纳米管场发射阴极的碳纳米管之间的场屏蔽作用，使场增强因子大大减小，开启场强相对较高。

　　本文采用碳纳米管中掺杂氧化钴纳米颗粒得到复合场发射材料，以实现低开启场强，大电流密度的场发射阴极。

　　首先，将氧化钴纳米颗粒均匀掺杂到碳纳米管浆料得到混合浆料，其中氧化钴纳米颗粒与碳纳米管浆料的质量比分别为10:3,10:2,10:1 等;

　　然后，利用丝网印刷法制备阴极，将制备的阴极放入烘烤箱，200℃烘烤2 h;

　　最后，采用冷壁CVD 法在阴极表面进行碳纳米管再生长。采用电子扫描显微镜(SEM)分析阴极表面形貌，并测试再生长阴极发射特性。

参考文献：

　　(1)陈泽祥,曹贵川,张 强,等.大电流密度碳纳米管场致发射阴极阵列的研制[J].强激光与粒

　　子束, 2006(12):2070-2073