一种硼掺杂金刚石与碳纳米管复合纳米锥的制备方法技术

技术编号:8902264 阅读:217 留言:0更新日期:2013-07-10 22:46
碳纳米管具有较高的端部几何场增强效应、低阈值电压和高效的场发射性能,金刚石具有负电子亲和势及场发射稳定性,两种材料可广泛应用于场发射显示器件。本发明专利技术提供一种硼掺杂金刚石与碳纳米管复合纳米锥的制备方法,通过静电喷涂方法在垂直定向生长的多壁碳纳米管表面喷涂纳米金刚石与甲醇混合的悬浊液而预沉积纳米金刚石颗粒,并在静电力作用下使相邻碳纳米管尖端聚集成锥状结构;进一步采用热丝化学气相沉积方法在碳米管锥状结构上沉积一层硼掺杂金刚石薄膜,形成整齐均一、尺寸和密度可控的硼掺杂金刚石与碳纳米管复合纳米锥。该复合纳米锥具有场发射阈值电压低、电子发射寿命长和性能稳定,可应用于场发射器件,以及电化学电极和贮氢装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料技术,特别是一种可应用于高性能与长寿命场发射器件、电化学电极和贮氢装置的硼掺杂金刚石与碳纳米管复合纳米锥的制备方法
技术介绍
碳纳米管具有尖端曲率半径小、长径比大、优异的力学性能、良好的化学稳定性和导电性,因而具有较高的端部几何场增强效应、低阈值电压和高效的场发射性能,自被发现以来,人们对碳纳米管作为电子源应用于场发射显示器件产生了极大的兴趣。单根和多根碳纳米管以及碳纳米管薄膜的场发射研究得到了普遍关注,但是,碳纳米管的场发射电流不稳定,使用寿命较短,不适合大规模的商业化应用。在一定的真空环境下工作时,表面吸附气体分子,会导致碳纳米管端部损毁,发射电子能力减弱,致使碳纳米管的场发射产生持续性退化。随着信息技术和真空微电子学的快速发展,低能耗、高清晰、超薄超大屏幕显示视器越来越受到重视,真空微电子技术对作为器件核心的阴极材料要求也越来越高。因此,能耗小、场发射性能优越而稳定的材料日益重要。以金刚石为代表的宽带隙材料(如cBN、AlN等)由于具有良好的化学和热稳定性、高熔点和热导率、小的介电常数、大的载流子迁移率和高的击穿电压以及负电子亲和势(当表面被氢原子终止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硼掺杂金刚石与碳纳米管复合纳米锥的制备方法,其特征在于,通过静电喷涂方法在垂直定向生长的多壁碳纳米管表面预沉积纳米金刚石颗粒,并在静电力作用下使碳纳米管聚集成锥状结构;进一步采用热丝化学气相沉积方法在碳米管锥状结构上沉积一层硼掺杂金刚石薄膜,形成具有良好场发射性能的硼掺杂金刚石与碳纳米管复合纳米锥,具体包括以下步骤:步骤1、对单晶硅衬底进行表面清洗处理;步骤2、在表面清洗干净的单晶硅衬底上依次溅射沉积SiO2薄膜和Ni薄膜;步骤3、将样品放置在等离子体增强化学气相沉积反应容器中,通过加热衬底,使Ni膜熔化,在衬底上形成分散的Ni纳米粒子;步骤4、采用等离子体增强化学气相沉积方法,以Ni为催...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:邹友生顾磊张亦弛何林林朱正峰石晓琴
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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