一、用于场致发射显示的MIM型电子发射结构的研制（论文文献综述）
夏乾旭[1]（2021）在《325MHz微波栅控热阴极高压型电子枪的设计研究》文中认为高平均流强、高重复频率的电子枪具有广泛的应用,在用于医学和辐射的粒子加速器领域有着重要的地位。本文设计了一种325MHz工作于CW模式的微波栅控高压型电子枪,该电子枪放置于-300kV高压平台,产生的高频束流经进一步调制后注入超导电子直线加速器。该加速器能够产生高平均流强、高平均功率的电子束流用于生产高原子序数的医用同位素。本论文的主要工作是完成了该电子枪的结构设计、电路系统设计、高频微波传输器件设计、束流动力学计算以及10kV微波栅控电子枪实验平台的介绍。利用电子枪仿真计算软件EGUN,首先完成了该电子枪结构的设计,在设计直流电子枪时通过调整聚焦极长度和倾角的大小、阳极形状与阳极孔宽度、真空室半径、栅阳极间距等来调整束流品质。利用电磁场仿真计算软件Poisson（Poisson Superfish）计算该电子枪内部电场分布,从而对电子枪结构设计提供优化方案,避免了因表面峰值场强过高引发的电击穿。利用束流动力学仿真计算软件GPT（General Particle Tracer）完成该电子枪的束流动力学计算,验证该电子枪产生的束流在325MHz射频微波与栅控负偏压的混合调制下,由栅极出射后经静电场加速产生的电子束团其横向发射度与能散等参数满足设计要求。论文的另一个重要工作是完成了该类型微波栅控电子枪工程设计,包括该电子枪的供电系统设计与供电器件设计。针对该类型电子枪微波-直流双供电模式,以及该同轴阴极特殊的阻抗系数,利用史密斯圆图验证了阻抗匹配结果,设计了可调谐的部分,保证微波能以较高的传输效率由325MHz射频功率源馈入阴栅极之间。该同轴器件的设计是文章的主要创新点,是该类型电子枪能够产生325MHz高频束团的重要保障。文章在工程上详细阐述了该同轴器件的设计过程与使用方法,经网络分析仪测试满足设计需要,达到预期的设计目标。为验证该类型电子枪系统的设计可用性,搭建了放置在10kV高压平台上的325MHz微波栅控电子枪实验平台。利用栅控电源、稳态高压电源进行供电调制束流,利用FCT和示波器进行了实验测试,获取截止电压与束团长度等数据,为后续的300kV高压型325MHz微波栅控电子枪的工程设计提供了经验。
姚旭日[2]（2021）在《场发射阵列阴极的阻变层制备与性能研究》文中提出场致发射阵列阴极（FEA）又名冷启动阵列阴极,具有低功耗,高电流密度,启动速度快,寿命长等众多优点,在民用领域和军工领域应用甚广,如:显微技术、照明技术、传感技术以及显示技术。其中,Spindt阵列阴极一直以来更是备受关注。就发射单元来说,Spindt阵列阴极要求在较低的外加电场之下,提高发射单元表面的电场强度,同时保证发射电流的稳定性。但研究发现,现有的Spindt阵列难以保证每个发射尖锥的发射均匀性,如:发射尖锥的形貌以及栅孔的几何尺寸不一致;此外,阴极阵列的表面污染如吸附气体等,导致在阴极阵列中各个发射尖锥的发射系数不统一,产生打火现象,甚至损毁。本文的研究对象是Spindt型钼尖锥场发射阵列阴极（Mo-FEA）,通过在硅基底与Mo发射体之间添加掺杂银的氧化硅（Ag-SiO2）薄膜,以提高阴极的发射电流稳定性。其工作原理是:在钼尖锥发射电流过载时,利用银掺杂氧化硅薄膜的阻变特性,阻变层实现从低阻态向高阻态转变,此时阻变层两端压降远高于钼尖锥,迫使钼尖锥发射电流降低,甚至关闭场发射效应。为制备出适用于Mo-FEA的Ag-SiO2薄膜,论文研究了SiO2薄膜厚度、退火温度和退火时间对阻变性能的影响。在此基础上制备了具有Ag-SiO2阻变层的Mo-FEA,并对其场发射性能进行测试。得到以下结论:1)当SiO2薄膜厚度在220-520nm之间,Ag-SiO2薄膜具有良好的阻变效应;当薄膜厚度超过620nm时,阻变特性消失。2)当SiO2薄膜退火温度分别为400℃、500℃和600℃时,随着退火温度的升高,阻态发生变化对应的电压值向两端延伸。3)当SiO2薄膜厚度为520nm,退火温度为500℃时,退火时间（3h、4h、5h）对SiO2薄膜阻变效应影响不大。4)Ag-SiO2-Mo-FEA场发射测试结果表明,在阳极电压700V,栅极电压102V时,阳极接收电流密度可达0.035A/cm2;阴极稳定性较好,连续工作7h后,阴极发射电流稳定在1m A,上下波动不超过10%。
谢杰[3]（2021）在《基于新型阴极扩展互作用器件研究》文中指出实现毫米波与太赫兹通信与应用的关键技术之一就是发展毫米波与太赫兹波辐射源,功率源器件是通信设备的核心部件之一。在毫米波和太赫兹频段,真空电子器件在实现高功率方面有着其他器件不可替代的优势。传统的毫米波及太赫兹真空辐射源器件主要采用热阴极作为电子源,热阴极真空电子器件的缺点是:发射电流密度小;阴极需要热子进行加热,不能在室温下工作;阴极预热需要一定的时长,无法满足即时性的需求等。传统的真空电子器件向毫米波以及太赫兹频段发展时,由于器件结构尺寸与频率的共渡效应,面临一系列的困难与挑战。扩展互作用器件是一类特殊的真空电子器件,结合了行波管与速调管的优点,具有体积小,结构紧凑,功率高等优点,适宜工作在毫米波与太赫兹频段。为了克服热阴极存在的缺陷以及发展紧凑型的毫米波、太赫兹真空辐射源器件,本文提出采用新型阴极作为电子源发展毫米波与太赫兹扩展互作用器件,分别针对碳纳米管阴极扩展互作用振荡器和赝火花阴极扩展互作用振荡器开展了相关的理论与实验研究。本文针对碳纳米管阴极场致发射的预调制机理进行了理论分析与仿真研究。采用微波信号中高频电场分量对冷阴极场致发射过程进行直接调制,通过仿真模拟验证了场致发射预调制机理。对扩展互作用电路的多间隙谐振腔的结构特性和基础理论进行了介绍和分析,研究了多间隙谐振腔的结构参数对高频特性的影响,设计了工作于Ka波段的扩展互作用振荡器。利用调制电子束激励Ka波段扩展互作用振荡器,实现了对扩展互作用振荡器的频率锁定。与传统振荡器相比,该新型锁频振荡器的输出信号的频率可以通过调制电子束实现频率锁定。采用碳纳米管阴极预调制电子注作为真空电子器件的电子源,可以减小线性注器件的长度,缩小体积,减轻器件重量等,对于开发微型化和集成化的电子真空器件具有重要意义。结合赝火花阴极电子枪、带状电子注和梯形慢波结构的优势,设计工作在太赫兹频段的大功率扩展互作用振荡器。对单模工作下梯形慢波结构的工作特性进行了理论分析、仿真模拟,分析了加工误差对电路性能的影响,以及考虑太赫兹高频损耗对输出功率可能造成的影响进行了分析,仿真表明工作频率提升到300 GHz时,加工精度需要控制在5μm;在仿真中还考虑了赝火花放电过程中产生的等离子体对输出信号频率和功率的影响,以及粒子碰撞带来的速度离散对器件输出功率等指标的影响进行了分析,仿真表明等离子体的引入会导致1.7%频率偏移,当速度离散在15%以内时,输出功率在1 k W以上,速度离散超过15%时,输出功率会急剧下降。本章还对双频双模太赫兹扩展互作用振荡器进行了初始研究设计,首先对双模工作的可行性进行了分析,然后针对双模工作设计了电路,并通过CST软件对双模工作扩展互作用振荡器进行了仿真模拟验证,仿真结果证实了双频双模太赫兹扩展互作用振荡器的可行性,采用赝火花阴极作为电子源,分别在两个频段获得了千瓦级的功率输出。设计研究了基于平面结构碳纳米管冷阴极的电子光学系统,通过实验研究了平面结构碳纳米管冷阴极二极管和三极管的电流发射特性和电子注的流通特性,在三极管的实验中,实验测试结果表明电子束可以近乎无电子截获通过栅极到达阳极,电子注通过率接近100%。三极管实验结果显示阴极发射电流达到了32 m A,相应的发射电流密度为1.02 A/cm2。对基于碳纳米管阴极的Ka波段扩展互作用振荡器展开了实验探索研究,在对高频电路的传输特性测试实验表明,电路的实测结果与设计电路的模拟仿真结果相一致,满足了设计要求。
古云龙[4]（2021）在《近轴小回旋纳米冷阴极高次谐波太赫兹回旋管仿真研究》文中指出回旋管是具有最高输出功率记录的快波器件,在空间通信、热核聚变与医疗诊断方面受到广泛的关注,伴随着其工作频率的增加,回旋管将大幅提升对磁场的需求,采用高次谐波有助于降低工作磁场,但同时也会加剧模式竞争。与传统的热阴极相比,场致发射冷阴极几乎能够支持瞬态开启,满足超紧凑的设计要求以及工作在室温条件下。基于碳纳米管（CNTs）冷阴极的电子发射源已被广泛证明具有高电流密度、优异的化学和热稳定性、低开启电压等特点,是一种合适的可代替热阴极的发射方式,满足真空电子辐射源对优异发射源的需求。论文的主要工作如下:1.对回旋管的参数进行设计与分析,设计出三段式的腔体结构,选择TE37模三次谐波的工作模式。分析了引导中心半径为0 mm,0.305 mm,0.56 mm以及近轴0.055 mm处的起振电流,结果表明随着引导中心半径的增大,模式竞争逐渐增大。2.基于CNTs实验结果,将两根生长有CNTs的Ni80Cr20合金丝嵌入槽内获得其场致发射参数,对环形面发射带与Ni80Cr20合金丝嵌入槽内两种发射方式进行详细分析,得到两者间的决定系数R2。仿真结果说明Ni80Cr20合金丝嵌入槽内的模型可以等效为环形面发射带模型。为降低回旋管工作在高次谐波时带来的模式竞争,设计出一种基于CNTs冷阴极的近轴小回旋电子枪,对第一阳极长度与电压、阴极电压、阴极区域的磁场等影响电子枪性能的参数进行分析,最终设计出一个电压为23.5 k V,电流为160 m A,电子枪出口处的密度为420 A/cm2,引导中心半径为0.055 mm,横向速度离散6.7%,纵向速度离散8.9%,横纵速度比1.1的电子枪。3.采用回旋管的非线性理论对不同引导中心半径的情况进行注波互作用计算,结果表明随着引导中心半径增大,注波互作用效率降低。同时对影响注波互作用效率的磁场、电压进行分析,最终计算出回旋管的注波互作用效率为5.28%,输出功率为198 W。
刘杰[5]（2020）在《场致电离式TiO2纳米管气体传感器结构优化及气敏机理研究》文中研究指明工业生产过程中会伴随大量易燃易爆或有毒气体的产生,为了防止该类气体带来的危害,则需要精确检测出该类气体含量,本文采用仿真与实验结合的方法研究了纳米尖端、微米间距场域下电离式气体传感器的内部工作机理、结构优化以及该类传感器对低浓度下CH4检测的可行性。主要研究内容如下。（1）在该类传感器内部工作机理尚不完善的情况下,本文首先对纳米尖端、微米间距场域下N2-O2混合气体空间放电进行了二维直流放电建模仿真,研究了传感器的内部工作机理以及极间距对空间放电的影响;其次为忧化传感路的场致发射特性,对放电结构进行了二维静电场建模仿真,研究了底电极半径对场致发射的影响;最后结合极间距研究结果研究了底电极半径对空间放电的影响,仿真结果表明,随着底电极半径减小纳米管管身开始发生二次电子发射,且空间电流密度呈现出先增大后减小的趋势。（2）为了验证前期仿真结果,首先以阳极氧化法制备出的TiO2纳米管薄膜为电极材料组装了传感器,搭建了气仿体放电实验系统,并对不同极间距下的N2-O2混合气体空间放电进行了实验验证,实验结果表明:当极间距在30μm-150μm范围内时,存在最优极间距与仿真结果相似;其次对不同底电极半径下N2-O2混合气体空间放电进行了实验验证,实验结果表明;当阳极表面积在10mm×10mm-50mm范围内时,存在最优底电极半径与仿真结果相似;最后通过实验验证了传感器结构优化前与优化后对空间电离性能的影响并得出;优化后的传感器其放电电流相比于优化前的传感器提高了13倍,（3）由于CH4放电存在爆炸风险,为了研究传感器优化后对低浓度下CH4检测的可行性,本文主要对CH4浓度在1×103ppm～1×104ppm范围内的CH4-N2混合气体进行了二维仿真研究,仿真结果表明:随着CH4浓度增加,优化前后的传感器其空间电流密度都呈现出单调递增趋势,且优化后传感器的灵敏度与线性度要优于优化前的传感器。本文这种结合实际应用的仿真能够从微观尺度对放电机理进行解释,有效地弥补了实验诊断的不足,对实际产品的开发和优化具有一定的指导意义。
陈青云[6]（2020）在《碳纳米管冷阴极电子光学系统及返波管研究》文中研究说明真空电子器件在国民经济和国家军事领域有着广泛的应用价值。传统的真空电子器件采用热阴极技术,其缺点是:需要灯丝加热,工作体积庞大;预热时间较长,响应速度慢;工作需要一定的温度,室温下不能工作。场致发射冷阴极由于其自身的优势:无需加热,室温下可以正常工作,响应速度较快,可以实现器件的瞬时性,被人们提出应用于真空电子器件。碳纳米管成为目前场致发射较为理想的冷阴极材料。其优势是:容易生长,成本低;相比于金属尖端,碳管材料不易损坏;具有相当可观的发射电流密度。结合以上诸多分析,本人选用碳纳米管作为发射电子源材料进而设计研究基于冷阴极的大功率真空电子器件。电子光学系统是真空辐射源一个至关重要的组成部分之一,因此,研制具有高质量电子注、大发射电流密度的碳纳米管冷阴极电子光学系统是本论文的一大研究重点。结合该项工作初期的理论计算和实验探索,提出了三种结构的电子光学系统:第一种是单栅结构的阵列式碳纳米管冷阴极电子光学系统,该结构采用栅控式场致发射,可以降低调节电压值;该结构的阴极基底采用的是柱状阵列,柱状体位于控制栅网网孔投影正下方,即每一个阴极柱与栅网网孔同轴,可以有效解决栅网截获的问题,柱状阵列有效降低静电屏蔽的同时可以提高场发射增强因子。仿真结果发现,该电子枪电子注通过率可达100%,阴极表面电场强度为4.8 kV/mm时,0.18 mm2有效发射面积的总发射电流为7 mA。第二种是双栅控制式平面阴极碳纳米管电子光学系统,该结构阴极表面采用阴极栅网对其阵列化,有效解决栅网截获、静电屏蔽效应等问题;与第一种结构相比,其最大的优势就是,该结构采用的是一个完整平面的冷阴极基底,对碳管种植技术要求不高,且阴极基底加工难度大大减小。仿真结果显示,在7.1 kV/mm阴极表面电场强度下,获得总发射电流达76.4 mA,穿过栅网及阳极筒后最终获得电流为76.3 mA,电子注通过率达100%,电子束压缩比为1/10.6。三极管实验结果显示,在7.154 kV/mm阴极表面电场强度下,获得总发射电流达77.1 mA,栅网截获电流为12.1 mA,阳极最终获得65 mA电流,电子注通过率达84.31%。第三种是曲面碳纳米管冷阴极双阳极电子光学系统,该结构采用台锥侧壁作为冷阴极发射面,由于该结构的特殊性,阴极发射面面积被大大提高,从而可以增大发射电流。与第一种和第二种的栅控式结构相比,该结构采用的是控制阳极,无需栅网,有效解决栅网截获问题,很大程度上提高了电子注通过率。仿真结果显示,在6.9 kV/mm阴极表面电场强度下,获得总发射电流达230 mA,电子注通过率达100%;电子束由最初的46.34πmm2被压缩到0.9πmm2,电子注压缩比为1/51.5。二极管实验结果显示,在7 kV/mm的电场强度下,获得最大发射电流为260 mA。第二种和第三种结构有实验结果的验证,因此采用这两种电子光学系统设计了8 mm和0.22 THz两个频段的返波管振荡器。在8 mm频段的返波管振荡器热腔仿真计算的结果中显示,利用第三种电子光学系统结构获得工作电流220 mA,该返波管平均输出功率为180495 W。在220 GHz频段的返波管振荡器热腔仿真的结果中显示,利用第二种电子光学系统结构获得工作电流50 mA,当工作电压为21 kV时,平均输出功率为32 W。基于第三种电子光学系统的8 mm盘荷波导返波管的热测实验结果显示,工作电压调谐范围为36.8837.8 kV时,有两个频率输出信号,分别是33.412 GHz和33.645 GHz,对应工作电流分别是285 mA和248 mA,最大输出功率分别为240 W和230 W。这个实验的输出采用的是一个8 mm圆波导TM01转矩形波导TE10的模式变换器,该模式变换器内两个目标模式之间的传输系数达-1dB时的频率范围为32.334.7 GHz,模式纯度大于99.5%。这项工作是迄今为止首次验证碳纳米管冷阴极在真空电子器件中可以实现百瓦量级的功率输出,其标志着碳纳米管冷阴极在真空电子器件应用中有了跳跃性的进步,为今后小型化、紧凑型的大功率真空辐射源提供了新的实现方法,为发展5G时代的高功率、高频率、超宽带的微型纳米冷阴极辐射源开启一个前沿探索研究。
刘梦龙[7]（2019）在《低截获碳纳米管场发射电子枪的设计与应用》文中研究指明X射线被发现的一个世纪以来,热电子源以其易于制造和标准化的优势,被广泛运用于各类X射线应用中,处于X射线应用技术的核心地位。然而,随着计算机断层成像、机场安检、医学放射治疗等医学和科学领域的发展,传统的热电子源X射线管因为时间响应速度慢,物理尺寸大在很多应用上受到了限制,人们对于能够实现快速电子束脉冲、减少X射线剂量、改善图像对比度、增强空间分辨率和时间分辨率新型X射线源的制备技术产生了极大地兴趣。应用的需要驱动了技术的发展,场发射电子源能够提供高度可控、高品质、优质能量分布的电子束,被认为是一种很有前景的热电子源替代方案。当结合了新兴的纳米材料领域,尤其是碳纳米管这一材料,场发射电子源呈现了独特的技术优势与机会。碳纳米管电子源X射线管,相比热电子源X射线管具有不容忽视的性能和技术优势。现有的碳纳米管X射线管多采用栅控X射线管结构,栅极采用网状结构与阴极正对,当在栅极上加正电压时阴极电子出射。此结构具有脉冲发射,快速响应等优点,但是栅网对电子存在一定量的截获,浪费了有效电流,造成功率损耗。电子撞击在栅网上将能量传递给栅网,随着工作时间的积累栅网温度上升,金属变形影响电流发射稳定性,使得成像效果变差。在极端情况下,高温会烧毁阴极,损坏器件。栅网对电子的截获,限制了碳纳米管X射线管的大电流应用。研制低截获碳纳米管X射线管有其技术必要和实际应用需要。本文的研究重点是以碳纳米管为阴极发射材料研制低截获的栅控X射线管。碳纳米管具有极高的长径比和优异的导电性,当与基底形成良好的电接触,在外加电场的作用下能产生优异的电子发射性能。本文的碳纳米管阴极制备方法为丝网印刷法,是将批量制备的碳纳米管通过湿化学方法印制在金属基底上。本文主要研究成果如下:1.采用丝网印刷法制备碳纳米管场致发射阴极。在印刷浆料中加入乙基纤维素增加浆料粘稠度,减少印刷后浆料的漫延,提高印刷线条的精细度,最小可印制0.2mm宽线条。浆料中加入微米级的金属颗粒,经过真空热处理后在基底表面形成合金结构,形成了稳固的连接同时有很低的接触电阻。在二极管测试当中,4mm×0.3mm的条型阴极呈现了38mA的发射电流,发射电流密度达到3.16A/cm2。2.使用电子束仿真软件设计和优化电子枪结构。在仿真中,调整阴极发射单元和网孔大小的相对关系来找寻栅网对电子最小的截获,当网孔为边长200Oμm方形时,阴极发射单元为边长190μm方形,电子的通过率接近100%。在仿真中2mm×0.4mm的条型阴极在阳极靶上的聚焦焦斑大小为0.2mm×0.1mm。该电子枪方案具有优异的聚焦性能。3.研制三极管电子枪,按照电子枪设计参数加工金属零件,研制成电子枪。在三极管I-V特性测试中,丝网印刷法阴极栅极对电子的截获率约为15%,将低截获阴极组件装配成电子枪电子枪,经过排气和封管,封装成X射线管,射线管阳极具有20°的阳极靶角。对封装好的X射线管进行发射电流测试和成像性能测试。X射线管Ⅰ-Ⅴ特性与电子枪Ⅰ-Ⅴ特性一致;在X射线DR成像测试中,PCB板内部走线清晰可见,人体手部成像清晰无重影,可以调整阳极电压对金属结构进行不同穿透程度的成像。
乐晨光[8]（2017）在《MIM冷阴极制备及其特性研究》文中指出金属-绝缘体-金属（MIM）型阴极是内场致发射阴极的一种,具有体积小、不用预热、低噪声、工作电压低、对真空度要求不高等优点。这种阴极结构整体厚度一般不超过1μm,是纳米级薄膜工艺,在薄膜电子器件和低功率真空器件上具有很大的应用前景和研究价值。本文从薄膜的表征入手,采用不同的工艺来制备MIM阴极,测试阴极的发射性能,并分析影响发射性能的因素,本文主要研究内容如下:（1）以Al-Al2O3-Au阴极结构为研究对象,采用反应溅射和阳极氧化两种不同的方法制备绝缘层Al2O3,并不断优化其工艺参数。经过多次试验,在直流溅射以15W功率沉积20s的Au薄膜用作顶电极具有最好的电子发射能力;在1Pa压强下,以Ar:O2为100sccm:25sccm、经功率为100W反应溅射1小时制备的Al2O3用作绝缘层耐压强度为18V左右;在5wt%的葵二酸铵的乙二醇溶液中经150V阳极氧化12小时制备的绝缘层具有27V左右的耐压强度,用作MIM绝缘层使阴极面积为9mm2的单阵列发射电流最大达到116.5μA,电流密度为1.29mA/cm2。（2）采用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）法转移石墨烯薄膜来替代顶电极Au,通过测试转移一至四层石墨烯的样品,发现转移四层石墨烯薄膜的样品发射性能优于转移一至三层的样品,但仍不如Au用作顶电极的发射性能好,认为可能与石墨烯的生长质量、转移质量、衬底的粗糙度等有关。（3）对大面积MIM阴极阵列展开应用研究,通过荧光屏对制备的2×2阵列、3×3阵列和14×11阵列阴极进行测试,从荧光屏图像来看,在实验室工艺条件下制备的多阵列阴极发射不够均匀。随着阴极制备的面积逐步增大,发射电流密度有所减小。其中,总阴极面积为1.54cm2的14×11阵列最大电流密度为180.7μA/cm2。通过优化制备工艺和设备可以改善阴极发射性能,使其在低功率、低噪声电子源中得到实际应用。
蔡寿金[9]（2014）在《MIN阴极的制备及其电子发射性能研究》文中指出MIN（Metal-Insulator-Nanostructures）阴极采用具有良好导电性能的纳米材料薄膜取代MIM（Metal-Insulator-Metal）阴极上层金属电极作为调控栅极。MIM是一种薄膜型场致电子发射阴极,其具有发射均匀性好、抗污染能力强、电子束发散小、显示分辨率高,工作真空度范围广等优点,然而,其主要缺点是电子发射效率很低。因此,本文从介质层绝缘性能优化、纳米复合结构栅极优化、MIN新型阴极结构设计三个方面提高电子发射效率。首先,基于复合薄膜电击穿理论设计并制备具有高绝缘性能的SiO2/PI复合薄膜。采用射频磁控溅射法制备Si02无机薄膜,溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺（PI）有机薄膜,研究不同温度处理对Si02薄膜与PI薄膜的形貌,结晶特性,电学性能的影响。结果表明：相同厚度情况下,复合薄膜的绝缘性能优于单层薄膜,复合绝缘薄膜SiO2-PI-SiO2的击穿场强达到3.78MV/cm,当SiO2/PI薄膜超过两个复合界面,击穿场强仅有微量增长。其次,采用Cu/Ag复合纳米薄膜作为栅极以实现电子发射效率的提高。Cu与Ag均具有良好的导电性能和较大的电子平均自由程,同时两种金属存在接触电位差,可降低栅极的功函数。研究结果表明：相比于以Cu作为栅极的MIM阴极,当采用Cu/Ag作为栅极时,该阴极的电子发射效率提高将近4倍,电子发射效率最高可达0.3%,阳极电流密度为60μAJcm2。Cu/Ag两种薄膜不同厚度比对电子发射性能产生显着影响,当Cu/Ag两种薄膜的厚度相同时电子发射效率最高。经过进一步退火处理（200℃）可以去除Cu/Ag薄膜之间的内应力,从而使MIM阴极发射稳定性得到提高。最后,基于SiO2/PI/SiO2复合绝缘薄膜设计并优化MIN新型阴极结构。MIN新型阴极结构以导电纳米多孔薄膜,即碳纳米管（CNTs）薄膜和石墨烯（Graphene）薄膜作为调控栅极。采用喷涂法在基片上沉积CNTs薄膜,研究了不同厚度的CNTs薄膜的光电性能及对电子发射效率的影响,研究表明：当CNTs薄膜厚度为40nm时,方阻为95Ω/sq,可见光透过率为75%,MI-CNTs的开启电压最低（20V）,电子聚焦性能好,器件稳定性良好,电子发射效率达到0.7%。采用化学气相沉积法制备单原子层石墨烯薄膜,通过基体刻蚀法将石墨烯薄膜转移至基片,研究表明：MI-Graphene场发射性能良好,开启电压低仅为15V,电子发射效率高达0.83%。MI-CNTs与MI-Graphene的阳极电流密度可达100μA/cm2,经过2h测试发现电流稳定性好,不发生衰减。
杨延宁[10]（2010）在《纳米金刚石复合涂层场发射关键技术研究》文中研究表明场发射显示器（FED）几乎兼有阴极射线管（CRT）显示器与当前市场上平板显示器（FPD）的所有优点,被广泛认为是最具有发展前途的显示技术之一,有望成为下一代显示器件的主流技术。纳米金刚石薄膜材料具有优良的物理化学性质,将其应用于FED是场发射阴极开发的一个方向,纳米金刚石复合薄膜材料比纳米金刚石薄膜材料具有更优越的场发射性能,因而成为目前场发射研究的热点。本文研究了纳米金刚石复合涂层材料场发射阴极的基底预处理技术、金刚石粉的分散技术、电泳沉积技术、热处理技术、氢等离子体处理等后处理工艺技术以及驱动电路等技术。获得一套完整的适合大面积沉积、涂层均匀稳定的纳米金刚石场发射阴极的制备工艺技术。通过正交实验,研究了纳米金刚石复合涂层场发射阴极制备过程中工艺参数对阴极样品的场发射开启电场和电流密度的影响,结合复合涂层阴极样品表面形貌的微观分析与阴极在模拟显示器中的发光效果,筛选出阴极制备的优化工艺参数。将纳米钛粉、纳米铪粉、纳米ZnO以及纳米碳管等分别掺入纳米金刚石,研究了纳米金刚石复合材料的场发射性能。研究了氢等离子体处理、胶带处理、金相砂纸摩擦处理等后处理工艺对阴极场发射性能的影响；优化了氢处理工艺参数。利用X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等微观分析仪器对金刚石复合材料阴极样品的成分、结构及表面形貌进行了分析表征,结合样品的场发射特性曲线,剖析了制备工艺条件与场发射性能之间的内在原因,为提高纳米金刚石复合涂层场发射性能提供理论依据和实验基础。研究了真空度对纳米金刚石阴极场发射性能的影响以及纳米金刚石的变温场发射,探讨了高温下金刚石场发射的机理,为纳米金刚石复合材料FED产业化提供了实验依据。分析了纳米金刚石复合涂层FED驱动系统的工作原理和寻址方式,设计了16×16点阵纳米金刚石FED的驱动电路,利用LED屏验证了所设计的纳米金刚石FED驱动电路的逻辑控制功能。
二、用于场致发射显示的MIM型电子发射结构的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用于场致发射显示的MIM型电子发射结构的研制（论文提纲范文）
（1）325MHz微波栅控热阴极高压型电子枪的设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 医用同位素介绍 |
| 1.1.2 超导电子直线加速器介绍 |
| 1.2 阴极介绍 |
| 1.2.1 光阴极介绍 |
| 1.2.2 场致发射阴极介绍 |
| 1.2.3 热阴极介绍 |
| 1.3 热阴极电子枪介绍 |
| 1.3.1 热阴极微波电子枪介绍 |
| 1.3.2 直流栅控热阴极电子枪 |
| 1.3.3 微波栅控热阴极电子枪介绍 |
| 1.4 本论文研究内容 |
| 第2章 微波栅控电子枪结构设计 |
| 2.1 电子枪束流光学计算 |
| 2.2 电子枪电场分布计算 |
| 2.3 电子枪束流动力学计算 |
| 2.4 本章总结 |
| 第3章 微波栅控电子枪电路系统设计 |
| 3.1 直流-微波电路系统设计 |
| 3.2 微波栅控电子枪阻抗匹配设计 |
| 3.3 双模式供电器件工程设计 |
| 3.4 同轴微波传输器件实验测试 |
| 3.5 本章总结 |
| 第4章 微波栅控电子枪实验设计 |
| 4.1 10kV高压平台介绍 |
| 4.2 控制系统介绍 |
| 4.3 10kV微波栅控电子枪实验过程 |
| 4.4 实验数据分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）场发射阵列阴极的阻变层制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 场致发射的发展 |
| 1.3 场致发射的应用及稳定性 |
| 1.3.1 场致发射应用 |
| 1.3.2 场致发射器件的稳定性 |
| 1.4 本文研究意义 |
| 1.5 本文的研究内容 |
| 第二章 场致发射及阻变层理论 |
| 2.1 金属场致发射理论 |
| 2.2 半导体场致发射理论 |
| 2.2.1 外电场的渗透作用 |
| 2.2.2 表面能态 |
| 2.3 忆阻器理论 |
| 2.3.1 导电机制 |
| 2.3.2 忆阻材料 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 阻变层的设计与工艺研究 |
| 3.1 阻变层材料 |
| 3.2 阻变层的制备工艺 |
| 3.2.1 主要工艺设备及表征仪器 |
| 3.2.2 硅基底清洗 |
| 3.2.3 银层的制备 |
| 3.2.4 阻变层(SiO_2薄膜)的制备 |
| 3.3 阻变层SiO_2的性能参数分析 |
| 3.3.1 阻变层SiO_2层厚度的影响 |
| 3.3.2 退火温度对SiO_2阻变效应的影响 |
| 3.3.3 退火时间对SiO_2阻变效应的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 FEA制备与工艺研究 |
| 4.1 Spindt型阵列阴极 |
| 4.1.1 材料选择 |
| 4.1.2 阴极结构 |
| 4.2 Spindt型阵列阴极制备 |
| 4.2.1 工艺流程 |
| 4.2.2 基片清洗 |
| 4.2.3 牺牲层制备 |
| 4.2.4 银层制备 |
| 4.2.5 阻变层制备 |
| 4.2.6 钼尖锥阵列制备 |
| 4.2.7 牺牲层剥离 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 FEA性能测试 |
| 5.1 测试装置清洗 |
| 5.2 测试系统搭建 |
| 5.3 场发射测试结果及分析 |
| 5.3.1 I-V特性曲线 |
| 5.3.2 F-N特性曲线 |
| 5.3.3 性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结工作 |
| 6.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）基于新型阴极扩展互作用器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 场致发射冷阴极与赝火花放电阴极简介 |
| 1.2.1 场致发射冷阴极原理 |
| 1.2.2 场致发射冷阴极的发展现状 |
| 1.2.3 碳纳米管阴极的研究概述 |
| 1.2.4 赝火花阴极简介 |
| 1.2.5 碳纳米管真空电子器件的研究进展 |
| 1.2.6 基于赝火花阴极真空电子器件的国内外研究现状 |
| 1.3 论文工作的主要内容和创新点 |
| 1.3.1 论文工作的主要内容 |
| 1.3.2 论文工作的创新点 |
| 第二章 碳纳米管阴极扩展互作用振荡器锁频特性研究 |
| 2.1 碳纳米管场致发射机理 |
| 2.2 场致发射冷阴极预调制机理研究 |
| 2.2.1 场致发射冷阴极电流密度调制理论 |
| 2.2.2 微带预调制电子枪的机理 |
| 2.2.3 微带电子枪PIC仿真 |
| 2.3 扩展互作用电路介绍 |
| 2.4 高频系统研究和设计 |
| 2.4.1 同步特性分析 |
| 2.4.2 电路参数对谐振频率的影响 |
| 2.4.3 电路参数对品质因数的影响 |
| 2.4.4 电路参数对特性阻抗的影响 |
| 2.4.5 高频电路模式分布 |
| 2.5 耦合系数与电子电导 |
| 2.6 注-波互作用分析 |
| 2.7 Ka波段同轴输入窗设计与实验测试 |
| 2.7.1 等效电路理论 |
| 2.7.2 Ka波段超宽带同轴窗仿真与实验 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 太赫兹赝火花阴极带状注扩展互作用振荡器研究 |
| 3.1 研究意义 |
| 3.2 赝火花阴极 |
| 3.2.1 气体中的放电 |
| 3.2.2 赝火花放电 |
| 3.2.3 赝火花阴极电子枪 |
| 3.2.4 赝火花阴极的实验方法 |
| 3.3 基于赝火花阴极带状注太赫兹扩展互作用振荡器仿真研究 |
| 3.4 单模350 GHz带状注扩展互作用振荡器仿真研究 |
| 3.4.1 高频电路设计 |
| 3.4.2 高频损耗分析 |
| 3.4.3 加工公差为结构参数的影响 |
| 3.4.4 粒子模拟结果分析 |
| 3.5 太赫兹双模带状注扩展互作用振荡器仿真研究 |
| 3.5.1 双模太赫兹EIO可行性分析 |
| 3.5.2 双模太赫兹EIO粒子模拟 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Ka波段碳纳米管阴极扩展互作用振荡器实验探索研究 |
| 4.1 平面结构碳纳米管阴极电子光学系统的研究 |
| 4.1.1 平面结构碳纳米管阴极电子枪的仿真研究 |
| 4.1.2 基于平面结构碳纳米管阴极场致发射二极管的实验研究 |
| 4.1.3 基于碳纳米管冷阴极平面结构三极管的实验研究 |
| 4.2 Ka波段盒型窗设计与测试 |
| 4.2.1 非传统盒型窗的理论分析 |
| 4.2.2 等效电路理论 |
| 4.2.3 Ka波段非传统性盒型窗设计 |
| 4.2.4 盒型窗实验测试 |
| 4.3 高频结构加工与测试 |
| 4.3.1 高频电路设计与PIC仿真 |
| 4.3.2 高频结构测试 |
| 4.4 整管的组装和测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文研究工作总结 |
| 5.2 后续研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）近轴小回旋纳米冷阴极高次谐波太赫兹回旋管仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太赫兹技术与回旋管概述 |
| 1.2 高次谐波回旋管 |
| 1.3 碳纳米管冷阴极综述 |
| 1.4 本文的主要工作与内容安排 |
| 第二章 三次谐波回旋管参数设计与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 回旋管的线性理论 |
| 2.2.1 回旋管的色散方程 |
| 2.2.2 回旋管的耦合系数 |
| 2.2.3 回旋管的起振电流 |
| 2.3 三次谐波回旋管的参数设计 |
| 2.3.1 腔体设计与模式选择 |
| 2.3.2 起振电流与模式竞争分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 近轴小回旋电子光学系统研究 |
| 3.1 场致发射机理 |
| 3.2 电子光学系统基本原理 |
| 3.3 电子枪的性能参数 |
| 3.4 近轴小回旋电子光学系统的设计 |
| 3.5 电子枪设计参数的讨论 |
| 3.5.1 第一阳极的长度对电子枪性能的影响 |
| 3.5.2 第一阳极的电压对电子枪性能的影响 |
| 3.5.3 阴极的电压对电子枪性能的影响 |
| 3.5.4 阴极区域磁场对电子枪性能的影响 |
| 3.5.5 电子枪的优化与仿真 |
| 3.6 高电流密度近轴小回旋电子枪的仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 近轴小回旋三次谐波回旋管注波互作用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 回旋管的非线性理论 |
| 4.2.1 轨道理论 |
| 4.2.2 自洽非线性理论 |
| 4.3 近轴小回旋三次谐波回旋管理论计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）场致电离式TiO2纳米管气体传感器结构优化及气敏机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 微纳电离式气体传感器与场致发射机理国内外研究现状 |
| 1.2.1 微纳电离式气体传感器研究现状 |
| 1.2.2 微纳放电电极材料研究现状 |
| 1.2.3 场致发射机理的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容及组织结构 |
| 2 场致发射与气体放电理论介绍 |
| 2.1 场致发射机理 |
| 2.1.1 金属电子发射简介 |
| 2.1.2 半导体场致发射 |
| 2.1.3 纳米管场致发射机理 |
| 2.2 气体放电理论 |
| 2.2.1 气体放电原理 |
| 2.2.2 气体放电分类 |
| 2.3 电晕放电特性 |
| 2.3.1 电晕放电机理 |
| 2.3.2 电晕放电的起始场强 |
| 2.4 电离式纳米气体传感器工作原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于TiO_2纳米管电离式气体传感器的仿真研究 |
| 3.1 传感器内部机理仿真研究 |
| 3.1.1 二维空间放电仿真模型建立 |
| 3.1.2 仿真控制方程 |
| 3.1.3 N_2-O_2等离子体化学反应 |
| 3.2 传感器内部机理仿真结果分析 |
| 3.2.1 空间放电过程分析 |
| 3.2.2 不同极间距下空间放电分析 |
| 3.3 传感器静态场发射特性仿真研究 |
| 3.4 传感器静态场发射特性仿真结果分析 |
| 3.4.1 电势分布 |
| 3.4.2 电场分布 |
| 3.5 传感器动态场发射特性仿真研究 |
| 3.5.1 不同底电极半径下的空间放电过程分析 |
| 3.5.2 不同底电极半径下空间放电结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于TiO_2纳米管电离式气体传感器的实验研究 |
| 4.1 阳极氧化法制备TiO_2纳米管 |
| 4.2 气体放电实验系统的搭建 |
| 4.3 电离式传感器空间放电的实验研究 |
| 4.3.1 常温常压下极间距对空间放电的影响 |
| 4.3.2 常温常压下底电极对空间放电的影响 |
| 4.4 电离式传感器空间放电的对比实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于TiO_2纳米管电离式传感器对CH_4敏感机理的仿真研究 |
| 5.1 结构优化前与优化后的模型建立 |
| 5.2 CH_4-N_2等离子的化学反应 |
| 5.3 传感器性能仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）碳纳米管冷阴极电子光学系统及返波管研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 场致发射冷阴极概述 |
| 1.2.1 场致发射冷阴极原理 |
| 1.2.2 场致发射冷阴极的发展现状 |
| 1.2.3 碳纳米管冷阴极的发展 |
| 1.3 基于碳纳米管的电子光学系统及真空电子器件的研究进展 |
| 1.3.1 碳纳米管电子光学系统的研究进展 |
| 1.3.2 碳纳米管真空电子器件的研究进展 |
| 1.4 毫米波及太赫兹技术的介绍 |
| 1.4.1 毫米波技术的应用与分类 |
| 1.4.2 太赫兹辐射源的应用与分类 |
| 1.5 毫米波及太赫兹返波管振荡器的研究进展 |
| 1.6 论文工作的主要内容和创新点 |
| 1.6.1 论文工作的主要内容 |
| 1.6.2 论文工作的创新点 |
| 第二章 碳纳米管场致发射理论及单栅结构电子光学系统的研究 |
| 2.1 碳纳米管场致发射基础理论 |
| 2.2 碳纳米管场致发射增强因子的仿真研究分析 |
| 2.3 电子光学系统的基础理论 |
| 2.4 平面栅控碳纳米管冷阴极三极管的实验测试 |
| 2.4.1 平面栅控碳纳米管冷阴极三极管的测试系统 |
| 2.4.2 平面栅控碳纳米管冷阴极三极管阴极测试结果分析 |
| 2.5 单栅结构阵列式碳纳米管冷阴极电子光学系统的研究 |
| 2.5.1 单栅结构阵列式碳纳米管冷阴极二极管的仿真研究 |
| 2.5.2 应用于X射线管的冷阴极微型电子枪的研究 |
| 2.5.2.1 X射线管的介绍 |
| 2.5.2.2 X射线管阵列式碳纳米管冷阴极微型电子枪的仿真研究 |
| 2.5.3 阵列式碳纳米管冷阴极基底实验加工 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 碳纳米管双栅结构和双阳极结构电子光学系统的研究 |
| 3.1 双栅控制式平面阴极碳纳米管电子光学系统的研究 |
| 3.1.1 双栅控制式平面阴极碳纳米管电子光学系统的仿真研究 |
| 3.1.1.1 基于碳纳米管平面冷阴极双栅结构二极管的仿真研究 |
| 3.1.1.2 基于碳纳米管平面冷阴极双栅控制式电子枪的仿真研究 |
| 3.1.2 双栅控制式平面阴极碳纳米管电子光学系统的实验研究 |
| 3.1.2.1 基于碳纳米管平面冷阴极二极管的实验研究 |
| 3.1.2.2 基于碳纳米管平面冷阴极双栅结构三极管的实验研究 |
| 3.2 曲面碳纳米管冷阴极双阳极电子光学系统的研究 |
| 3.2.1 曲面碳纳米管冷阴极双阳极电子光学系统的仿真研究 |
| 3.2.2 曲面碳纳米管冷阴极双阳极电子光学系统的实验研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 毫米波及太赫兹频段的盘荷波导返波管理论与仿真研究 |
| 4.1 返波管理论介绍 |
| 4.1.1 返波管工作原理 |
| 4.1.2 返波管负色散空间行波条件 |
| 4.1.3 宽频带电子调谐的条件 |
| 4.2 盘荷波导慢波线以及周期系统理论 |
| 4.2.1 慢波系统的主要特征 |
| 4.2.1.1 色散特性 |
| 4.2.1.2 耦合阻抗 |
| 4.2.2 盘荷波导作为均匀系统 |
| 4.2.3 盘荷波导作为周期系统 |
| 4.3 8mm碳纳米管冷阴极盘荷波导返波管的仿真研究 |
| 4.3.1 8mm盘荷波导周期结构高频特性的仿真研究 |
| 4.3.2 8mm盘荷波导返波管注波互作用的仿真研究 |
| 4.4 0.22THz碳纳米管冷阴极盘荷波导返波管的仿真设计研究 |
| 4.4.1 适用于0.22 THz返波管的双栅控制式冷阴极电子枪的研究 |
| 4.4.2 0.22 THz盘荷波导返波管的仿真研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于碳纳米管冷阴极8 mm返波管的实验研究 |
| 5.1 8mm圆波导TM01转矩形波导TE10模式变换器 |
| 5.1.1 圆波导TM01转矩形波导TE01模式变换器的设计与仿真 |
| 5.1.2 圆波导TM01转矩形波导TE01模式变换器的实验研究 |
| 5.2 8mm碳纳米管冷阴极盘荷波导返波管振荡器的实验测试 |
| 5.2.1 8mm碳纳米管冷阴极返波管的伏安特性测试 |
| 5.2.2 8mm碳纳米管冷阴极返波管振荡器的热腔测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题研究工作的总结 |
| 6.2 课题研究方向的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（7）低截获碳纳米管场发射电子枪的设计与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 低截获碳纳米管场致发射电子枪理论基础 |
| 2.1 场致发射理论概述 |
| 2.2 碳纳米管的性质与发射阴极制备概述 |
| 2.2.1 碳纳米管基本性质 |
| 2.2.2 碳纳米管生长机理 |
| 2.2.3 碳纳米管的典型制备方法 |
| 2.3 带电粒子束流计算基础理论 |
| 2.4 电子枪设计方法理论 |
| 2.4.1 平行带状电子束 |
| 2.4.2 平行圆柱型电子束 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低截获碳纳米管场致发射电子枪结构设计 |
| 3.1 几种不同控制方式的电子枪 |
| 3.2 电子枪结构设计与仿真 |
| 3.3 聚焦极结构仿真 |
| 3.3.1 确定聚焦极厚度参数 |
| 3.3.2 确定聚焦极开孔参数 |
| 3.3.3 确定聚焦极空间位置参数 |
| 3.4 优化的电子枪结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 大电流密度场致发射阴极的研制 |
| 4.1 丝网印刷法制备碳纳米管场致发射阴极 |
| 4.2 丝网印刷法制备阴极工艺研究 |
| 4.2.1 水分散系浆料 |
| 4.2.2 酒精分散系浆料 |
| 4.2.3 有机溶剂分散系浆料 |
| 4.2.4 浆料优化 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 碳纳米管场致发射低截获X射线管的研制 |
| 5.1 低截获阴极组件的制备 |
| 5.1.1 低截获电子枪中阴极的印刷工艺研究 |
| 5.1.2 阴极组件的对准装配工艺 |
| 5.1.3 三极管场致发射测试 |
| 5.2 电子枪的制备 |
| 5.3 X射线管的排气与封管 |
| 5.4 X射线管的电流发射测试 |
| 5.5 X射线管成像测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（8）MIM冷阴极制备及其特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 薄膜场致发射阴极 |
| 1.1.1 Spindt型阴极 |
| 1.1.2 表面传导发射阴极 |
| 1.1.3 MISM型阴极 |
| 1.1.4 MIM型阴极 |
| 1.2 场致发射基本理论 |
| 1.2.1 场致发射 |
| 1.2.2 金属的场致发射 |
| 1.3 MIM型阴极的工作原理 |
| 1.3.1 MIM阴极能级图 |
| 1.3.2 MIM阴极的电流构成 |
| 1.4 本课题的研究目的和内容 |
| 1.4.1 本课题研究目的 |
| 1.4.2 本课题研究内容及创新点 |
| 第二章 MIM阴极的制备、表征及测试系统 |
| 2.1 MIM阴极制备系统 |
| 2.1.1 磁控溅射镀膜 |
| 2.1.2 Al阳极氧化 |
| 2.1.3 光刻 |
| 2.2 薄膜表征系统 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜 |
| 2.2.2 原子力显微镜 |
| 2.2.3 透光率测试 |
| 2.2.4 光学显微镜 |
| 2.3 MIM阴极测试系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 MIM冷阴极的工艺探究及性能分析 |
| 3.1 单阵列MIM阴极的制备 |
| 3.1.1 玻璃基底清洗 |
| 3.1.2 制备材料的选取 |
| 3.1.2.1 底电极材料选取 |
| 3.1.2.2 绝缘层材料的选取 |
| 3.1.2.3 顶电极材料的选取 |
| 3.1.3 单阵列MIM阴极的制备流程 |
| 3.2 反应溅射Al_2O_3厚度对MIM阴极发射性能的影响 |
| 3.2.1 溅射气压对Al_2O_3沉积速率的影响 |
| 3.2.2 MIM阴极发射性能测试 |
| 3.3 顶电极厚度对MIM阴极发射性能的影响 |
| 3.3.1 Au薄膜的表征 |
| 3.3.2 MIM阴极发射性能测试及分析 |
| 3.4 阳极氧化制备Al_2O_3绝缘层对MIM阴极发射性能的影响 |
| 3.4.1 阳极氧化样品的制备 |
| 3.4.2 MIM阴极测试及分析 |
| 3.5 MIM阴极负阻效应分析 |
| 3.6 阳极电压和真空度对阳极电流的影响 |
| 3.6.1 阳极电压对阳极电流的影响 |
| 3.6.2 真空度对阳极电流的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 石墨烯用作顶电极的发射性能研究 |
| 4.1 石墨烯的结构和性质 |
| 4.2 单层石墨烯的化学气相沉积生长 |
| 4.3 石墨烯薄膜的转移及表征 |
| 4.3.1 石墨烯薄膜转移步骤 |
| 4.3.2 石墨烯薄膜的表征 |
| 4.4 石墨烯用作MIM顶电极的性能测试及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 MIM阴极荧光屏测试及其应用研究 |
| 5.1 FED简介 |
| 5.2 荧光屏的制备 |
| 5.2.1 电子荧光粉 |
| 5.2.2 电泳沉积法制备单色荧光屏 |
| 5.2.3 丝网印刷法制备彩色荧光屏 |
| 5.3 单阵列MIM阴极的荧光屏测试 |
| 5.3.1 样品及荧光屏的安装 |
| 5.3.2 荧光屏测试效果 |
| 5.4 2×2阵列MIM阴极的制备及测试 |
| 5.4.1 2×2阵列MIM阴极的制备 |
| 5.4.2 2×2阵列MIM阴极测试 |
| 5.5 3×3阵列MIM阴极的制备及测试 |
| 5.6 大面积多阵列MIM阴极的制备及测试 |
| 5.6.1 大面积多阵列MIM阴极的制备 |
| 5.6.2 阴极的测试及应用 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 前景展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（9）MIN阴极的制备及其电子发射性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 场致发射显示器原理 |
| 1.2 薄膜场发射阴极阵列概述 |
| 1.3 论文研究的内容 |
| 1.3.1 论文研究的目的及意义 |
| 1.3.2 论文研究的主要内容 |
| 第二章 薄膜制备方法和表征技术 |
| 2.1 磁控溅射的基本原理 |
| 2.2 磁控溅射法的类型 |
| 2.2.1 射频磁控溅射 |
| 2.2.2 反应磁控溅射 |
| 2.3 WTCJ-600磁控溅射镀膜系统的简介 |
| 2.4 溶胶-凝胶法 |
| 2.5 薄膜的沉积过程 |
| 2.5.1 凝结过程 |
| 2.5.2 薄膜的形成与生长 |
| 2.6 基片清洗 |
| 2.7 薄膜性能的表征技术 |
| 2.7.1 表面轮廓仪 |
| 2.7.2 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.7.3 原子力显微镜(AFM) |
| 2.7.4 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.7.5 场发射性能测试系统(FE) |
| 第三章 SiO_2/PI复合薄膜绝缘性能研究 |
| 3.1 介质膜概述 |
| 3.2 SiO_2薄膜制备与性能分析 |
| 3.2.1 SiO_2薄膜概述 |
| 3.2.2 SiO_2薄膜的制备 |
| 3.2.3 SiO_2薄膜的XRD分析 |
| 3.2.4 SiO_2薄膜的AFM分析 |
| 3.2.5 SiO_2薄膜的击穿性能分析 |
| 3.3 PI薄膜制备与性能分析 |
| 3.3.1 PI薄膜概述 |
| 3.3.2 PI薄膜的制备 |
| 3.3.3 亚胺化过程 |
| 3.3.4 PI薄膜的XRD分析 |
| 3.3.5 PI薄膜的AFM分析 |
| 3.3.6 PI薄膜的击穿性能分析 |
| 3.4 复合绝缘膜设计理论 |
| 3.5 基于自愈合理论的绝缘层优化设计 |
| 3.6 复合绝缘薄膜的电学性能分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 MIM(Metal-Insulator-Metal)阴极的制备及性能测试 |
| 4.1 MIM结构能带图和电子散射过程 |
| 4.2 MIM阴极的制作流程图 |
| 4.3 下电极绝缘层制备 |
| 4.4 电极间隙填平及上电极制备 |
| 4.5 MIM阴极电子发射性能测试 |
| 4.5.1 单/双层金属上电极的性能对比 |
| 4.5.2 Cu/Ag不同厚度比性能的影响 |
| 4.5.3 退火处理对MIM阴极的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 MIN(Metal-Insulator-Nanostructures)阴极的制备及性能测试 |
| 5.1 MIN阴极概述 |
| 5.1.1 MIN结构电子发射机理 |
| 5.1.2 MIN阴极电子运动轨迹模拟仿真 |
| 5.2 MI-CNTs阴极制备与测试 |
| 5.2.1 制备流程图 |
| 5.2.2 CNTs表面改性及纯化处理 |
| 5.2.3 喷涂法制备CNTs薄膜 |
| 5.2.4 CNTs薄膜形貌表征 |
| 5.2.5 CNTs薄膜电学性能测试 |
| 5.2.6 MI-CNTs阴极电子发射性能测试 |
| 5.3 MI-Graphene阴极制备与测试 |
| 5.3.1 石墨烯薄膜制备 |
| 5.3.2 石墨烯薄膜转移 |
| 5.3.3 石墨烯薄膜形貌表征 |
| 5.3.4 MI-Graphene阴极电子发射性能测试 |
| 5.4 MIN结构与MIM结构性能对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读硕士期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）纳米金刚石复合涂层场发射关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 主流显示器件介绍 |
| 1.3 场致发射显示器(FED) |
| 1.3.1 FED的特点与性能优势 |
| 1.3.2 FED的研究状况与市场化进程 |
| 1.3.3 FED的器件结构 |
| 1.3.4 FED的阴极材料 |
| 1.3.5 FED的阴极结构及其电子发射机理 |
| 1.3.6 FED的基础工艺与驱动技术 |
| 1.4 论文选题与主要研究内容 |
| 第二章 纳米金刚石场发射理论基础和实验方法 |
| 2.1 纳米材料的特点 |
| 2.2 场致电子发射理论 |
| 2.2.1 场发射理论模型的起源与发展 |
| 2.2.2 场致电子发射的相关参数与性能指标 |
| 2.3 阴极发射体材料的选择 |
| 2.3.1 阴极发射体材料的特点与性能 |
| 2.3.2 金刚石的结构与物理化学特性 |
| 2.3.3 金刚石作为场发射阴极材料的优势 |
| 2.4 阴极基底材料的选择 |
| 2.5 纳米金刚石场发射的电子输运机理 |
| 2.6 阴极涂层制备技术及表征 |
| 2.6.1 阴极涂层制备方法 |
| 2.6.2 纳米金刚石涂层场发射阴极的制备工艺 |
| 2.6.3 实验方法 |
| 2.6.4 阴极样品的表征与场发射性能测试 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 电泳沉积纳米金刚石场发射阴极均匀性及工艺优化 |
| 3.1 纳米金刚石的测试分析 |
| 3.2 电泳沉积纳米金刚石场发射阴极的均匀性及特性研究 |
| 3.2.1 阴极样品的制备 |
| 3.2.2 阴极样品的表征与分析 |
| 3.2.3 阴极样品场发射性能的测试分析 |
| 3.2.4 阴极样品发光效果的测试分析 |
| 3.3 电泳沉积纳米金刚石阴极的工艺优化 |
| 3.3.1 正交实验设计 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.3.3 正交实验样品场发射性能、表面形貌和发光效果对比分析 |
| 3.3.4 优化工艺参数的实验验证 |
| 3.4 改善沉积层均匀性的电泳工艺优化 |
| 3.4.1 边超声分散边电泳沉积 |
| 3.4.2 恒流法电泳沉积 |
| 3.4.3 垂直电场中电泳沉积 |
| 3.4.4 掺钛电泳沉积 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 纳米金刚石复合材料的场发射特性研究 |
| 4.1 钛掺混纳米金刚石的场发射特性 |
| 4.2 铪掺混纳米金刚石的场发射特性 |
| 4.3 纳米氧化锌(ZNO)掺混纳米金刚石的场发射特性 |
| 4.4 纳米碳管(CNT)掺混纳米金刚石的场发射特性 |
| 4.5 纳米金刚石引入石墨相的场发射特性 |
| 4.5.1 金刚石黑粉的场发射特性 |
| 4.5.2 表层石墨化预处理的金刚石场发射特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 电泳沉积纳米金刚石阴极的后处理工艺研究 |
| 5.1 金刚石涂层表面氢处理 |
| 5.1.1 实验原理 |
| 5.1.2 正交实验设计 |
| 5.1.3 结果与分析 |
| 5.1.4 氢处理优化工艺参数的确定与实验验证 |
| 5.2 金刚石涂层表面胶带处理 |
| 5.3 金刚石涂层表面金相砂纸处理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 真空度和温度对纳米金刚石场发射性能的影响 |
| 6.1 真空度对纳米金刚石阴极场发射性能的影响 |
| 6.1.1 真空度对开启电场的影响 |
| 6.1.2 真空度对场发射电流密度的影响 |
| 6.1.3 真空度对发光效果的影响 |
| 6.2 温度对阴极场发射性能的影响 |
| 6.2.1 变温场发射实验设计 |
| 6.2.2 结果与分析 |
| 6.2.3 变温场发射的进一步研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 纳米金刚石涂层场发射显示器的驱动电路设计 |
| 7.1 FED驱动电路的原理与组成 |
| 7.2 16×16点阵FED驱动电路硬件设计 |
| 7.2.1 驱动电路硬件系统结构 |
| 7.2.2 逻辑控制单元设计 |
| 7.2.3 输出级与电平转换电路设计 |
| 7.2.4 完整的驱动电路原理图 |
| 7.3 16×16点阵FED驱动电路软件设计 |
| 7.3.1 字符点阵显示原理 |
| 7.3.2 字符点阵的生成 |
| 7.3.3 程序开发工具 |
| 7.3.4 软件设计流程 |
| 7.3.5 驱动电路显示效果 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 工作总结 |
| 8.1 论文的主要工作 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 存在的问题及今后工作设想 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果和获奖情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、用于场致发射显示的MIM型电子发射结构的研制（论文参考文献）
- [1]325MHz微波栅控热阴极高压型电子枪的设计研究[D]. 夏乾旭. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [2]场发射阵列阴极的阻变层制备与性能研究[D]. 姚旭日. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]基于新型阴极扩展互作用器件研究[D]. 谢杰. 电子科技大学, 2021
- [4]近轴小回旋纳米冷阴极高次谐波太赫兹回旋管仿真研究[D]. 古云龙. 电子科技大学, 2021
- [5]场致电离式TiO2纳米管气体传感器结构优化及气敏机理研究[D]. 刘杰. 西安科技大学, 2020(01)
- [6]碳纳米管冷阴极电子光学系统及返波管研究[D]. 陈青云. 电子科技大学, 2020(07)
- [7]低截获碳纳米管场发射电子枪的设计与应用[D]. 刘梦龙. 电子科技大学, 2019(01)
- [8]MIM冷阴极制备及其特性研究[D]. 乐晨光. 电子科技大学, 2017(02)
- [9]MIN阴极的制备及其电子发射性能研究[D]. 蔡寿金. 福州大学, 2014(12)
- [10]纳米金刚石复合涂层场发射关键技术研究[D]. 杨延宁. 西北大学, 2010(09)