全碳材料點狀場發(fā)射陰極制備及其石墨烯填充場發(fā)射增強性能研究

編號：CPJS06473

篇名：全碳材料點狀場發(fā)射陰極制備及其石墨烯填充場發(fā)射增強性能研究

作者：婁碩 陳欣雨 張堃 宋也男 孫卓

關(guān)鍵詞： 全碳材料器件 場發(fā)射陰極 點狀發(fā)射 碳納米管 氧化石墨烯 石墨烯填充

機構(gòu)： 華東師范大學物理與材料科學學院納光電集成與先進裝備教育部工程研究中心和物理實驗教學中心

摘要： 目的設計一種利用常見的鉛筆芯和碳納米管復合的全碳材料點狀場發(fā)射器件,通過石墨烯填充,增強場發(fā)射性能。方法導電玻璃作為陽極,鉛筆芯與碳納米管復合構(gòu)成發(fā)射子,錫底座固定鉛筆芯,并利用導電膠與導電玻璃粘接組成陰極。通過比較純碳納米管與不同濃度石墨烯的場發(fā)射性能,找到效果最好的填充石墨烯濃度。結(jié)合掃描電鏡表征結(jié)果,對石墨烯填充增強場發(fā)射性能的原因進行解釋。結(jié)果實現(xiàn)了全碳材料點狀場發(fā)射器件的制備及場發(fā)射性能的優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)7%的石墨烯漿料制備的器件場發(fā)射性能最好,得到的點狀場發(fā)射陰極的閾值電場為1.05 V/μm,場發(fā)射增強因子高達13509,最大電流0.75 mA。結(jié)論點狀場發(fā)射器件擁有更好的聚焦性、更低的開啟場強以及更大的場發(fā)射電流密度,在制作X射線源和微波器件方面具有較高的應用價值。