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基于铟锡氧化物/Ti复合电极的高亮度碳纳米管场致发射冷阴极

潘金艳 张文彦 高云龙

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基于铟锡氧化物/Ti复合电极的高亮度碳纳米管场致发射冷阴极

潘金艳, 张文彦, 高云龙

High luminance carbon nanotube field emission cold cathode based on indium tin oxide/Ti composite electrode

Pan Jin-Yan, Gao Yun-Long, Zhang Wen-Yan
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  • 通过制作亲碳性铟锡氧化物(ITO)/Ti复合电极,改善移植型碳纳米管(CNT)冷阴极的导电电极与CNT膜层之间附着性能,从而消除CNT与电极间的界面势垒和非欧姆接触对CNT阴极场发射均匀性和稳定性的影响.采用磁控溅射技术和丝网印刷工艺制作了ITO/Ti基CNT阴极.用X射线衍射仪和场致发射扫描电子显微镜表征CNT阴极结构,结果显示热处理后的ITO/Ti基CNT阴极中可能有TiC相生成,从而使得导电电极与CNT形成有中间物的强作用体系.该体系降低甚至消除电极与CNT之间的界面势垒,增加了CNT与电极间形成欧姆接触的概率.用四探针技术分析电阻率,结果表明ITO/Ti复合电极具有电阻并联效果,CNT阴极导电性能提高.场致发射特性测试表明ITO/Ti基CNT阴极的场致发射电流达到384 μA/cm2,较普通ITO基CNT阴极的场致发射电流有显著提高,能够激发测试阳极发出均匀、稳定的高亮度荧光.制作ITO/Ti复合电极是实现场致发射稳定、均匀的低功耗CNT阴极的有效途径.
    Carbon nanotube (CNT) cathode with an indium tin oxide (ITO)/Ti composite electrode is successfully fabricated using both magnetron sputtering technology and screen-printed technology which can improve adhesive performance between electrode and CNT cathode of transplanted-type CNT cold cathode, thus eliminating the effects of interface barrier and non-ohmic contact on field emission uniformity and stability of CNT cathode. Microstrcture of ITO/Ti-based CNT cathode is studied by X-ray diffraction and field emission scanning electron microscopy. The results show that TiC phase forms in ITO/Ti-based CNT cathode, thereby a strong interaction system is created between CNT and Ti substrate which reduces, or even eliminates the interface barrier between electrode and CNT, and increases the probability of forming ohmic contact. The resistivity measurement by four probe technology shows that the ITO/Ti-based CNT cathode has performance of resistances in parallel and electric conductivity of CNT cathode increases. Characteristic test of ITO/Ti-based CNT cathode shows that field emission current reaches 384 μA/cm2 which significantly increases compared with that of ITO-based CNT cathode, and that the tested anode can be induced to emit stable, uniform and high luminance. So the ITO/Ti composite electrode is an effective way to make a CNT cathode with stable and uniform field emission and low power.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60036010, 60476037)和集美大学科研基金(批准号:C609006)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-02-21
  • 修回日期:  2010-08-18
  • 刊出日期:  2010-06-05

基于铟锡氧化物/Ti复合电极的高亮度碳纳米管场致发射冷阴极

  • 1. (1)集美大学信息工程学院,厦门 361021; (2)西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安 710049; (3)西北有色金属研究院,西安 710016
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60036010, 60476037)和集美大学科研基金(批准号:C609006)资助的课题.

摘要: 通过制作亲碳性铟锡氧化物(ITO)/Ti复合电极,改善移植型碳纳米管(CNT)冷阴极的导电电极与CNT膜层之间附着性能,从而消除CNT与电极间的界面势垒和非欧姆接触对CNT阴极场发射均匀性和稳定性的影响.采用磁控溅射技术和丝网印刷工艺制作了ITO/Ti基CNT阴极.用X射线衍射仪和场致发射扫描电子显微镜表征CNT阴极结构,结果显示热处理后的ITO/Ti基CNT阴极中可能有TiC相生成,从而使得导电电极与CNT形成有中间物的强作用体系.该体系降低甚至消除电极与CNT之间的界面势垒,增加了CNT与电极间形成欧姆接触的概率.用四探针技术分析电阻率,结果表明ITO/Ti复合电极具有电阻并联效果,CNT阴极导电性能提高.场致发射特性测试表明ITO/Ti基CNT阴极的场致发射电流达到384 μA/cm2,较普通ITO基CNT阴极的场致发射电流有显著提高,能够激发测试阳极发出均匀、稳定的高亮度荧光.制作ITO/Ti复合电极是实现场致发射稳定、均匀的低功耗CNT阴极的有效途径.

English Abstract

参考文献 (17)

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