内容发布更新时间 : 2025/4/6 3:17:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟

不锈钢基底上的碳纳米管场发射阴极及其在像素管中的应

用

碳纳米管（CNT）是一种管状结构的一维纳米材料，它具有极大的长 径比、稳定的化学性质和很高的机械强度，这些特点使它成为最具潜力的场发 射电子源。作为冷阴极电子源，CNT 在真空电子器件中有广泛的应用，例如场 发射显示器（FED）、X 射线、背光源和像素等。

将 CNT 均匀分散在浆料中，用丝网印刷技术和处理工艺可以方便地制备 大面积的 CNT

场发射阴极。这种工艺通常将 CNT 浆料印刷在导电玻璃基底

上，但是金属基底有更好的导电、导热性，并容易装配在电真空器件中。假如 将 CNT 浆料直接印刷在金属基底上，由于 CNT 浆料与金属的结合力较差，在 后处理的过程中，CNT 浆料层往往会脱离金属基底。为了解决这一问题，我们 发展了双层浆料结构，在不锈钢基底和 CNT 浆料层之间增加了一层银浆料作为 过渡层，这种结构大大增加了 CNT 浆料层与不锈钢基底之间的结合力，并由此 制备了以不锈钢为基底的 CNT 场发射阴极。本文对制备的 CNT 阴极的表面形 貌和电流- 电压（

作为场发射阴极的一个应用，CNT 阴极通过真空封接的工艺组装在了三 极型的像素管中。在实际应用中，像素管不仅可以作为单独的发光器件，而且 有可能组成阵列作为户外大屏幕显示器。传统的像素管采用的是热灯丝作为阴 极电子源，然而热灯丝电子源有较大的功耗，这限制了像素管的广泛应用，用 CNT 场发射阴极代替热灯丝阴极可以大大降低功耗。在本文中，采用 CNT 阴极 的像素管可以工作在 10kV 的阳极高压下，在脉冲模式下具有均匀和稳定的发光 效果，在 50h 的测试中，没有观察到明显的电流衰减。

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1、实验 实验首先配制了 CNT 浆料。CNT 浆料是含有 CNT 的复合材

料，它的主要成分是：直径为 10nm 的多壁碳纳米管（5%），

（1） 制备分散性好的 CNT 溶液。首先将粉末状的 CNT 在二氯乙烷中 用细胞破碎机分散 30

min，大约每 2gCNT 需要 500mL 的二氯乙烷。为了使

CNT 进一步分散，再将 CNT 溶液超声分散 30min。经过这两步分散，仍有少量 CNT 颗粒不能溶解， 最后过滤掉这些无法分散的 CNT 颗粒，就得到了分散均 匀的 CNT 溶液。

（2） 制备有机载体。在 100℃的油浴及搅拌的条件下，将乙基纤维素溶 解到松油醇中，然后加入邻苯二甲酸二丁酯并加热和搅拌持续 24h。

（3）将 CNT 溶液与有机载体混合，并加入 InSnO2。超声混合 30 min， 然后用 90℃的水浴蒸发二氯乙烷，直至蒸干便得到了 CNT

浆料。接下来，在

不锈钢基底上制备 CNT 场发射阴极，制备流程如我们在扫描电子显微镜 （SEM）下研究了 CNT 阴极的表面形貌，并测试了它的场发射特性。最后， CNT 阴极通过真空封接的工艺组装在了像素管中。在实际的像素管应用中， 在 栅极加上 1500V 的直流电压，阳极荧光屏加上 10kV 的直流高压，在电子轰击 荧光粉的作用下，得到了非常明亮的发光效果。然而在直流模式下，电子对荧 光粉的持续轰击大大缩短了荧光粉的使用寿命，因为荧光粉的寿命是由它接收 到的电荷量决定的。另外，直流模式下荧光屏有明显的发热效果，这容易使像 素管由于受热不均而损坏。为此，像素管更适合在脉冲模式下工作，阳极荧光 屏的电压仍为 10kV 的直流高压，但栅极电压由脉冲电源驱动，频率为 1 kHz， 占空比为 1%。因此，在脉冲模式下像素管的寿命是直流模式的 100 倍，而且大 大降低了功耗，荧光屏基本没有发热效果。不锈钢基底上的碳纳米管场发射阴 极及其在像素管中的应用 tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参 阅！