ZnO纳米锥场发射效应因子计算及其第一性原理研究

建立ZnO-NC(氧化锌纳米锥)数学模型,对静电场中其尖端的电势和电场进行数值计算,得到场发射效应因子表达式为β=H/8πε0·h/d(其中h和d分别为ZnO-NC的高度和尖端直径);在此基础上,采用第一性原理计算方法,进一步研究了不同高度ZnO-NC的场发射性能,结果表明:在ZnO-NC结构稳定的情况下,随着h的增加其尖端场发射效应因子β增大,根据DOS(态密度)、电子密度、Mulliken电荷、能隙及有效功函数的计算,可知h对尖端场发射性能影响显著,通过控制ZnO-NC的高度可有效提高其场发射性能。

空气中热氧化电沉积Zn纳米晶制备一维ZnO纳米针及其生长机制与场发射效应的研究

在金属基板表面电沉积一层金属Zn纳米晶，将该纳米晶置于高温炉中，通过热氧化法成功制备了一维ZnO纳米针。研究了不同的热氧化温度因素对一维ZnO纳米针的制备及其形貌的影响。在本方法中，一维ZnO纳米针材料对应于初始电沉积层的Zn纳米晶颗粒，这与其他方法中ZnO的生长机制不同，可以认为本方法的ZnO的生长遵从自催化扩散机制。同时，研究了一维ZnO纳米针薄膜的场发射效应。

基于场致发射和量子隧道效应的镍粉填充压敏复合材料

通过测试不同种类、不同掺量镍粉复合水泥基材料的电阻率和受力时的电阻率变化规律,并结合镍粉颗粒状态和表面形貌的扫描电镜观察,探讨了镍粉水泥基复合材料的导电机理和压敏性产生机理。研究结果表明:刺球状镍粉掺量(体积分数)为15%、20%和25%的水泥基复合材料的导电性和压敏性依次提高;链状镍粉复合水泥基材料的导电性优于球状镍粉水泥基复合材料;刺球状镍粉复合水泥基材料的导电性优于表面光滑的球状镍粉水泥基复合材料。由此可见,镍粉水泥基复合材料的导电性和压敏性与镍粉的颗粒状态、表面形貌和掺量密切相关,刺球状镍粉水泥基复合材料具有良好导电性和压敏性是由场致发射效应和量子隧道效应所致。

薄壁开口定向氮掺杂碳纳米管的制备及其优异的场发射性能

以乙腈为碳源，二茂铁为催化剂，用化学气相沉积（CVD）法，制备了薄壁开口定向氮掺杂的多壁碳纳米管。在780℃～860℃的生长温度范围内，随着温度的升高，碳纳米管的场发射效应增强。当生长温度为860℃时，制备碳纳米管的开启电场为0．27V／μm，阀值电场为0．49V／μm，增强因子为1．09×10^5。与其他材料相比，这种碳纳米管体现了非常优越的场发射性能。

二氧化硅纳米颗粒的反应离子刻蚀及其在硅纳米针尖制备中的应用(英文)

系统地研究了硅衬底上二氧化硅纳米颗粒的反应离子刻蚀(R IE)过程,并在此基础上制备了可用于场发射的硅纳米针尖阵列.首先,采用改进的蒸发法在硅衬底上实现二氧化硅纳米颗粒的单层密排结构,再采用典型的刻蚀二氧化硅的R IE技术同时刻蚀硅衬底和二氧化硅纳米颗粒,在对纳米颗粒尺寸随刻蚀进行而改变的电镜照片分析的基础上,获得了相应的二氧化硅纳米颗粒刻蚀模型,计算得到横向和纵向的刻蚀速率;当刻蚀后的二氧化硅纳米颗粒从衬底上脱落后,进一步对硅衬底的刻蚀可以得到锐利的硅纳米针尖阵列,初步的实验结果表明,所制备的硅纳米针尖具有较好的场发射特性.

Post-treatment method for improving field emission from carbon nanotubes/nanofibers

A novel post-treatment method is reported for improving the field emission characteristics of screen-printed carbon nanotubes/nanofibers （CNTs/CNFs） cathodes. After the treatment at the temperature of 500℃ in H2 and O2H2 gas for 20 minutes,the CNTs/CNFs cathodes exhibit much better field emission properties than those untreated. The emission current increases from 0.02 mA/cm^2 to 0.5 mA/cm^2 at 3.9 V/μm with a decrease in the turn-on field from 2.4 V to 1.8 V ,and the emission site density is increased by almost four orders in magnitude. The enhanced field emission of treated CNTs/CNFs cathodes is attributed to the appearance of a large number of exposed CNTs/CNFs caused by heat treatment. This surface morphology is very favorable for the electron field emission.

纳米碳管阵列

在概括纳米碳管阵列特异的场发射效应及在场发射器方面应用前景的基础上,介绍了合成纳米碳管阵列的研究历程以及化学气相沉积法在纳米碳管阵列合成方面的重要意义,就当前纳米碳管阵列的快速合成与低温合成两个发展方向进行了概述,并指出等离子体化学气相沉积法能有效地用于纳米碳管阵列的低温合成。

HWR010超导腔提取耦合器的优化设计

我国自主研发的超导加速器CAFe是ADS加速器的前端示范装置,其对加速器的运行稳定性有非常高的要求。在CAFe的运行中存在场致发射效应干扰超导腔提取信号的问题,是造成超导腔运行故障最频繁的问题之一,这严重降低了加速器的稳定性。这一问题是由于超导腔内的场致发射电子在相关微波传输器件上引起了放电现象,干扰了信号的传输并造成低电平控制系统对超导腔的错误控制,最终导致超导腔失谐和加速器停机故障。本文通过优化提取天线的结构,避免场致发射电子进入提取耦合器,从而解决传输信号异常的问题。优化后的天线在线运行效果良好,解决了超导腔这种提取信号异常的问题,提高了加速器运行的稳定性。