微锥阵列对碳纳米管薄膜强流脉冲发射的影响

采用酞菁铁高温热解方法,以化学镀铜层为缓冲层,在具有微锥结构阵列的硅基底上制备了CNTs薄膜,并采用二极结构,在20 GW脉冲功率源系统中对其强流脉冲发射特性进行了测试。结果表明:在相同的峰值电场下,CNT薄膜的发射电流峰值随基底微结构单元尺寸的减小而增大,且当脉冲电场的峰值增加时,CNT薄膜的发射电流的峰值增长速度随基底微结构单元尺寸的减小而增大。结合利用有限元分析软件ANSYS模拟计算的微锥阵列结构上表面的电场分布,研究了不同单元尺寸的微锥阵列对碳纳米管薄膜强流脉冲发射能力的影响。

微立方结构基底上生长碳纳米管薄膜的强流脉冲发射特性

采用酞氰铁高温热解方法在具有微立方结构的化学镀镍硅基底上生长了碳纳米管薄膜(Si/Ni-CNTs),并在20GW脉冲功率源系统中采用二极结构对其强流脉冲发射特性进行了研究。研究结果表明,在单脉冲发射条件下,随脉冲电场峰值的增大,Si/Ni-CNTs薄膜的发射电流峰值呈线性增加,当宏观场强达到31.4 V/μm时,发射脉冲电流的峰值可达到14.74kA,对应的发射电流密度1.23kA/cm2,在相同峰值,连续多脉冲情况下,碳纳米管薄膜具有良好的发射可重复性,且发射性能稳定。

两种微结构阵列上碳纳米管薄膜强流脉冲发射比较

为比较不同微结构对于碳纳米管冷阴极电流发射能力的增强效果,采用酞菁铁高温热解方法,以化学镀铜层为缓冲层在两种不同单元尺度的微结构阵列的硅基底上制备了CNTs薄膜,并在20 GW脉冲功率源系统中采用二极结构对其强流脉冲发射特性进行了比较研究。基底微结构阵列的单元尺度为10μm×20μm(其中微锥底边长为20μm,单元节距为30μm)和20μm×20μm。结果表明:在相同的峰值电场下,基底微结构阵列的单元尺度越小,CNTs薄膜的强流脉冲发射电流越大;且随着峰值电场的增加,单元尺度越小,CNTs薄膜的发射电流的增长速度越快。

提高《大学物理》教学质量探讨

《大学物理》课程是一门重要的基础课,它对当代大学生的专业知识掌握和全面发展具有深远影响。为了激发学生的学习兴趣,提高《大学物理》教学质量,文章对教学内容、教学方法、教学方式、评价体系提出了改进措施。

Ni/Au层对碳纳米管薄膜强流脉冲发射稳定性的影响（英文）

采用酞菁铁高温裂解法在镀有镍金缓冲层的硅基底上生长了碳纳米管薄膜(Ni/Au-CNT),并采用二极结构在相同的主Marx电压下研究了其强流脉冲发射稳定性.结果表明:在脉冲电压峰值为1.60~1.74 MV(对应的脉冲电场峰值为11.43~12.43V/μm)时,Ni/Au-CNT薄膜首次发射的电流峰值可达331.2A;Ni/Au层不仅能提高CNT薄膜的强流脉冲发射电流峰值,还能提高其发射稳定性;当冷阴极重复脉冲发射7次时,Ni/Au-CNT的脉冲电流峰值衰减到初值的72%,而Ni–CNT和Si-CNT脉冲电流峰值分别衰减到初值的62%和32%.

3D表面碳纳米管薄膜的生长及其强流脉冲发射的增强

本文采用气相化学沉积(CVD)法在具有镍层的三维硅基底上制备了碳纳米管薄膜(3D-CNTs),硅基底表面的三维微结构采用湿法刻蚀法制作,镍层采用化学镀的方法制备,碳纳米管生长均匀,列阵整齐,并垂直于基底表面。为了研究碳纳米管薄膜的强流脉冲发射特性,在相同的主Marx电压下采用二极结构(相同的二极管电压放电条件下)对碳纳米管薄膜进行重复脉冲发射实验。结果发现,在相同的脉冲电压下,3D-CNTs薄膜冷阴极相对平面基底上制备的碳纳米管薄膜(P-CNTs)冷阴极不仅有较高的强流脉冲发射电流和电流密度,还具有更好的强流脉冲发射稳定性。

化学镀铜Si基底上碳纳米管薄膜强流脉冲发射稳定性研究

为了研究碳纳米管薄膜在强流连续多脉冲下的发射特性,采用酞菁铁高温热解方法在化学镀铜硅基底上生长了碳纳米管薄膜(Si/Cu-CNTs),作为强流脉冲发射阵列。在20GW脉冲功率源系统中采用二极结构对Si/Cu-CNTs薄膜进行连续多脉冲高电流发射测试,结果表明:连续多脉冲情况下,峰值电场达到29.1V/μm,发射电流密度为0.892kA/cm2时,Si/Cu-CNTs薄膜仍具有良好的发射可重复性,连续发射的每个电流波形基本一致,发射稳定性好。

两种微方阵列基底上碳纳米管薄膜强流脉冲发射比较

采用酞菁铁高温热解方法,以化学镀铜层为缓冲层在具有微方结构阵列的硅基底上制备了CNTs薄膜,基底微方阵列的单元尺度分别为10μm×10μm×20μm(微方底边长为10μm,高为20μm)和40μm×40μm×20μm(微方底边长为40μm,高为20μm),微结构的阵列间距分别为30μm和80μm;在20GW脉冲功率源系统中采用二极管结构对两种CNTs薄膜进行强流脉冲发射特性测试。结果显示:随着脉冲电场峰值的增大,两种冷阴极的强流脉冲发射电流值逐渐增大,在相同峰值的脉冲电场下,微方结构单元尺度为10μm×10μm×20μm的基底上CNTs薄膜冷阴极的发射能力较大。结合利用有限元分析软件ANSYS模拟计算的微方阵列结构上表面的电场分布,研究了基底上两种微方阵列结构对碳纳米管薄膜强流脉冲发射能力的影响。

大学物理教学中思政要素的挖掘与融入

在大学的教学过程中,教学目的并不是实现培养“精制的利己主义者”,而是做好学生的思想和知识两方面的引导,为此教学过程中不仅仅需要开设关于思政方面的课程,还应该加强潜移默化的引导——在学科教育中也融入思政教育。而大学物理这一学科作为理科中的重要部分,也应该融入思政要素。于是,探究大学中的思政要素并融入到教学过程中就有了一定的必要性。

强流碳纳米管阴极重复频率发射特性

采用钛氰铁高温催化热解方法可制备发射性能优异的碳纳米管薄膜阴极。当脉冲电场峰值达到30 MV/m时,发射电流密度达kA/cm2以上,对应相对论电子束流强度高达15 kA,等离子体发射机制参与电子束发射过程。以重复频率10 Hz发射模式时,其发射阈值低,束压、束流波形跟随性好,发射稳定性优于石墨阴极。发射发次达到1000后,碳纳米管形态依然完整,界面无脱附。

C_(60)-PMMA复合膜的红外光谱研究

用溶胶-凝胶法制备了C60-PMMA复合膜,研究了该膜的红外吸收谱,发现复合膜的红外吸收光谱在C60特征峰(1182cm-1和1428cm-1)附近,相对PMMA有明显的"红移"宽化.理论上,采用Gaussian98计算方法,得到了C60分子和带有电荷的C60的红外振动频率.研究表明:复合膜的红外谱"红移"宽化是C60与PMMA之间的电荷转移导致C60红外特征峰红移引起的.

3D型冷阴极结构形态对场发射影响研究

通过在圆铜片上用导电银胶固定圆柱体和长方体形成3D型冷阴极,采用有限元分析软件ANSYS仿真分析了圆柱体和长方体上表面的电场分布,圆柱体直径为12.7 mm,长方体阴极上表面为正方形,边长为12.7 mm。两种阴极高度相同,采用化学气相沉积法(CVD),以酞菁铁(FePc)为催化剂,在圆柱体和长方体上表面合成了碳纳米管薄膜(CNTs),合成的碳纳米管形貌由场发射扫描电镜(FESEM)进行表征,采用二极管结构,以涂有荧光粉的ITO导电玻璃作为阳极,在真空室中真空度为2×10^(-4)Pa测设了两种3D型冷阴极的场发射特性,结果表明,随着两种阴极场强最大值比值增大,长方体阴极的场发射性能优于圆柱体阴极。

基于有限元轴对称分析的碳纳米管场增强因子建模与计算

通过采用二维建模而后旋转成为三维模型的轴对称分析,提出了一种基于有限元轴对称分析的碳纳米管建模方法,并计算了不同长径比的碳纳米管的场增强因子。通过对比轴对称模型与立体模型分析结果,证明轴对称模型在提高了网格划分精度的同时减小了计算量,提高了计算效率,并为类似的具有旋转对称特性的模型分析提供了一种切实可行的建模方法。相关计算表明,碳纳米管的场增强因子与其长径比的函数关系为β=h/ρ+2.00。

铜镀镍基底生长碳纳米管薄膜场发射特性研究

采用化学镀的方法在铜基底上镀镍作为缓冲层,以酞菁铁(FePc)作为催化剂,采用CVD法在Cu/Ni基底上制备出了碳纳米管薄膜(Cu/Ni-CNTs),利用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱进行了表征。为了测试在Cu/Ni基底上生长碳纳米管薄膜的场发射特性,采用二极管结构,在真空度为2×10^(-4) Pa下进行直流场发射测试。结果表明Cu/Ni基底的碳纳米管薄膜具有优异的场发射特性,薄膜与阳极距离为9mm时开启场强为1.44V/μm,场发射测试数据符合Fowler-Nordheim(F-N)场发射特性曲线,在相同高压范围(0~20kV)进行多次重复测试,碳纳米管薄膜具有良好的发射可重复性。

基于单体石墨纤维的场发射特性研究

利用化学气相沉积(CVD)法,以甲烷为碳源在管式炉中合成了单体石墨纤维(MGF)。选取长度为3.426 mm,顶端球面半径为11.26μm的单体石墨纤维直立于圆铜片上作为阴极,以导电ITO玻璃作为阳极,采用二极管结构在真空室中进行直流场发射测试,证实MGF的开启场强为0.4775 V/μm。基于有限元仿真软件ANSYS进行电磁场分析,计算了MGF在不同电压下的有效发射面积。结果表明,当电压为5.36 kV时,MGF达到最大发射面积为796.226μm^(2),在实验测量电压范围内,平均发射电流密度可以达到46.069 A/cm^(2),单体石墨纤维具有良好的场发射特性。

基于场发射三极管的设计及性能研究

采用微波等离子体化学气相沉积法在不锈钢衬底上制备出了纳米非晶碳和碳纳米管混合薄膜,二极管结构测试表明薄膜材料具有优良的场发射性能。利用制备的薄膜材料作为阴极制作了前栅极结构的场发射三极管器件并对其性能进行了测试。结果表明该器件具有优良的栅控性能,亮度很高,有良好的应用前景。

微立方结构阵列间距对场发射影响

在3D基底上制备CNT薄膜可以提高碳纳米管的场发射能力,基底微结构的形貌、尺寸、间距等参数都对碳纳米管的场发射有直接的影响。利用有限元分析软件ANSYS模拟了微立方阵列结构,微立方结构的尺寸为20μm×20μm×20μm(长×宽×高),得到了微立方结构上表面的电场分布,计算了阵列间距和上表面面积不同时的电场分布。依据F-N方程,采用离散化的方法,定量地分析了阵列间距对冷阴极场发射电流的影响,发现该微结构在阵列间距为100μm时场发射电流达到最大值。

表面镀钛对金刚石薄膜场发射特性的影响

利用等离子体化学气相（MWPCVD）沉积法在Si（100）面上沉积了金刚石薄膜，采用SEM、AFM、XRD、Raman、XPS等方法对薄膜的结构及表面形貌进行了分析。为提高薄膜的场发射性能，在金刚石表面溅射了金属Ti，对比金刚石薄膜、金刚石／金属Ti复合薄膜的场发射性能，结果表明，金刚石／金属Ti薄膜的发射电流密度更大，且随着电场的增加电流密度急剧增加，开启电场低，约为3V／μm，当电场为25V／μm时发射电流密度可达到1400mA／cm2，并在机理上进行了一些探索，对金刚石／金属复合结构薄膜的场发射性能研究有重要意义。

ZrScxAl1-xW2VO12（x=0,0.3,0.5,0.7,1）陶瓷材料的热膨胀性能研究

在温度剧烈变化或变化较大的场合,热应力常常会引起材料或器件的性能指标变差,负热膨胀材料为解决这一问题提供了契机。采用固相反应法制备的分子式为ZrScxAl1-xW2VO12(x=0,0.3,0.5,0.7,1)样品,在x=0.3时,表现出近零膨胀性能,且近零膨胀温度区间大(200~600℃),性能稳定,制备过程简单,具有工程应用价值。

Al与ZrScMo_2VO_(12)复合材料的热膨胀性能研究

自然界的材料大部分都具有热胀冷缩性质,无法满足科技发展的对材料性能的要求。而负热膨胀材料的热缩冷胀性质可以与正膨胀材料复合,得到零膨胀或者可控膨胀材料。研究发现,ZrScMo_2VO_(12)复合材料在非常大的温度范围内(150-823 K)具有优异的负热膨胀性质。金属铝的导电性和延展性非常好,但是热膨胀系数比较大,性能、寿命受限。文章将金属Al与ZrScMo_2VO_(12)材料复合,并对其热膨胀性能进行了分析。结果表明:金属Al与ZrScMo_2VO_(12)复合后,明显降低了Al的热膨胀系数。