《多維複合納米材料的超強場致發射及器件的研究》是依託東南大學，由雷威擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多維複合納米材料的超強場致發射及器件的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：雷威
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
採用場致發射冷陰極的功率電子器件既保留了真空器件大功率、快速回響和高頻率等優點，又可以實現微型化和集成化，因此其發展對我國的國防和國家安全具有重要意義。在這些功率器件中，大電流和高密度電子發射是需要攻克的核心問題。理論上場致發射可以獲得比熱電子發射更好的電流和電流密度。但是從已經公開報導的研究結果可以看出，當發射面積非常小時，場致發射電流密度可以遠高於熱電子發射；當發射面積較大時，如數平方毫米，大電流的場致發射導致發射體的損毀和電流的急劇跌落。本項目將在前期工作基礎上，研究基於納米材料的超強場致發射（總電流和平均電流密度均大於普通的熱電子發射）機制，探索多維複合納米場致發射材料，提出新的場致發射陣列結構，獲得優於熱電子發射的場發射電流和電流密度，為場致發射電子源在功率電子器件中的套用奠定基礎。
結題摘要
本項目針對大電流場致發射機制、新型發射材料和器件套用這一研究目標，從理論分析和計算、場發射材料製備和表征、場發射器件製備和性能測試等方面對碳納米管/石墨烯等場致發射體進行了深入的研究。我們重點研究了大電流發射情況下，熱效應對場致發射的影響，提出了熱助氣體分子脫附和高溫下Schottky 發射兩種影響電子電流的工作模型，並對該模型進行了理論分析和實驗驗證；本項目深入研究了低熔點Bi/碳納米管複合場發射體的結構特徵和製備工藝，最後獲得了達到任務書要求的電子發射能力；本項目還研究了懸浮石墨烯、BaO納米線等納米結構的場發射性能和電子運動狀態。最後本項目嘗試將我們所研製的場發射電子源套用於快速成像X射線管、FEL微波電子槍以及柔性發光器件，實驗結果證明本項目研製的場發射陰極在功率電子器件的潛在套用價值。 本項目研製的場發射陰極發射電流可以大於50mA，電流密度大於4A/cm2，5小時發射電流跌落小於10%。通過本項目研究，我們申請發明專利12項，授權3項，在國際刊物上發表SCI收錄論文23篇（已標註），在國際會議上做邀請報告3次。本項目已經完成項目任務書的預定研究內容，達到預期技術指標和成果要求。
