基于单壁碳纳米管与镍基底的超声纳米焊接及场发射性能研究

摘要

超声纳米焊接技术被用来改善单壁碳纳米管(SWNTs)的场发射性能.利用电泳沉积的方法将SWNTs沉积在镍衬底上形成SWNT薄膜.将沉积有SWNT薄膜的样品进行超声纳米焊接.在高频超声能量和压紧力的共同作用下,金属镍首先发生软化,使得SWNTs很容易埋入镍中,从而两者形成了可靠的连接.扫描电子显微镜形貌图展示了SWNTs被嵌入了镍金属层中.作为稳定的发射极,焊接后的样品展现出了更加优异的场发射性能:较低的开启电压、较高的发射电流密度和更加稳定的发射电流.这主要是因为焊头表面的小突起更有利于SWNTs的端部翘起,小的接触电阻有助于电子发射的结果.大面积纳米焊接技术的使用可提高纳米焊接效率,加速大规模制备SWNT场致发射阴极.