基于三维泡沫镍衬底上生长的二氧化钛/碳纳米管复合材料场发射性能的研究

摘要

通过将二氧化钛(TiO2)和碳纳米管(CNTs)的复合物TiO2/CNTs涂覆在三维泡沫镍(Ni-F)基底上,得到了性能十分优异的的场发射阴极.它具有较低的开启电压E.n(0.40V//μm)和阐值电压Eth(0.75V//μm)、极高的场增强因子β(27767)以及优异的发光均匀性和稳定性.通过研究我们发现二氧化钛和碳纳米管复合物微薄膜的形成增强了边缘效应,同时微薄膜和泡沫镍多级结构的存在,也有效地削弱了场屏蔽效应,两个效应同时作用,使得制备而成的场发射阴极表现出了十分优异的场发射性能.另外,由于引入了化学性质稳定且具有抗氧性的二氧化钛层,复合材料的功函数得以降低,同时由于采用了具有良好粘附性、高比表面积和低接触电阻的三维泡沫镍衬底,使得这种性能得到极大提升的场发射材料在真空器件中成为极具潜力的复合材料.