冷壁法制備大發射電流密度復合陰極及其性能研究

陳心全 王琦龍 崔云康 狄云松 張曉兵

(東南大學電子科學與工程學院 南京 210096)

　　陰極作為電子發射源，被喻為真空電子器件的“心臟”。而碳納米管(CNT)又是場致發射陰極的首選材料，其在電子、機械和化學方面具有獨特特性，有較低的逸出功，極高的縱橫比，理論上可實現106 A/cm2 的場致發射電流密度。

　　單根碳納米管雖然可以實現較大的場發射電流密度，但對于大面碳納米管的場發射，制備出同時具有穩定的大電流密度及大電流的碳納米管場發射陰極目前仍有一定的難度。這主要是由于碳納米管陰極制的備中，碳納米管的長度、直徑和間距差別較大，分布不均勻，場發射一致性差，易造成碳納米管的局部燒毀。

　　另外，碳納米管場發射陰極的碳納米管之間的場屏蔽作用，使場增強因子大大減小，開啟場強相對較高。

　　本文采用碳納米管中摻雜氧化鈷納米顆粒得到復合場發射材料，以實現低開啟場強，大電流密度的場發射陰極。

　　首先，將氧化鈷納米顆粒均勻摻雜到碳納米管漿料得到混合漿料，其中氧化鈷納米顆粒與碳納米管漿料的質量比分別為10:3,10:2,10:1 等;

　　然后，利用絲網印刷法制備陰極，將制備的陰極放入烘烤箱，200℃烘烤2 h;

　　最后，采用冷壁CVD 法在陰極表面進行碳納米管再生長。采用電子掃描顯微鏡(SEM)分析陰極表面形貌，并測試再生長陰極發射特性。

參考文獻：

　　(1)陳澤祥,曹貴川,張 強,等.大電流密度碳納米管場致發射陰極陣列的研制[J].強激光與粒

　　子束, 2006(12):2070-2073