碳纳米管与基底界面的加入中间层对场发射性能影响研究

摘要

碳纳米管的发现,引起了全世界众多科学家的广泛关注,其优异的电学、力学、磁学性能,在许多领域有广泛的应用前景.尤其是它具有较低的逸出功函数,大的长径比,高发射电流密度,纳米级的曲率半径和良好的导电性,因此被认为是一种优良的场致发射阴极.目前大电流CNTs场发射冷阴极主要是通过在阴极基底上丝网印刷CNTs的方法制备,然而CNTs与阴极基底的不良接触会导致出现CNTs易脱落及CNTs阴极的发射电流不稳定等现象,影响CNTs阴极场致发射性能.本文中,主要研究在碳纳米管与基底之间加入中间层,使碳纳米管与基底之间具有优良接触较强的附着力和导电性,进而提高CNTs场发射性能.实验结果表明:在碳纳米管和无氧铜基片之间丝印一层中间层材料(银浆或碳纤维-银浆的混合物)有助于提高碳纳米管阴极的场发射性能,同时用碳纤维-银浆的混合物当中间层材料后碳纳米管阴极的场发射性能更加优异;2阴极中间层材料为碳纤维一银浆混合浆料(1∶4)时,碳纳米管阴极开启电场和阈值电场最低,场发射性能最好.