碳纳米管场发射显示屏栅极工艺的研究

利用优质云母板作为栅极结构基底材料，结合简单的丝网印刷工艺将导电银浆制作成条状栅极，制作了新型的栅极结构；采用高温分解方法制备了碳纳米管薄膜阴极，制作了三极结构碳纳米管阴极平板显示屏样品。该样品具有良好的场致发射特性以及栅极控制能力。利用这种新型的栅极结构，能够克服整体器件高温封装所带来的技术困难，避免碳纳米管阴极和阳极荧光粉的损伤，实现了稳定可靠的高温封装，具备了制作大面积场致发射器件的潜力。     

三极CNT-FED的封装技术制作研究

通过采用低熔点玻璃封接技术和高温烧结工艺，实现了稳定可靠的场致发射平板显示器高真空封装。新型的阴极粘贴技术可以实现对各种片状阴极材料进行装配，避免了碳纳米管阴极的损伤，具有制作大面积显示器件的潜力。所制作的三极结构平板显示器样品具有良好的场致发射特性以及大的阳极电流。     

碳纳米管场致发射显示器支撑墙配置的优化设计

采用梯度法对大屏幕碳纳米管场致发射显示器的支撑墙密度进行了优化设计.以支撑墙相邻间距、支撑墙的长度和宽度作为优化设计参数,预先设定的面板应力以及应变值作为目标函数,利用ANSYS有限元分析软件进行结构分析,其最佳分析结果变形值为0 487×10-5m,应力值为0 167×107Pa.为了验证分析结果,制作了一个12 7cm碳纳米管场致发射显示器样品,测量屏面板垂直方向的应变值,并与计算值对比分析,实验结果与计算分析结果吻合得较好.将优化结果与其他模拟结果比较对比可知,该优化方法能节约支撑墙制造成本30%以上,表明该优化设计方法对显示器支撑墙设计是有效的.该方法还适合其他真空器件及各种不同尺寸的真空显示器结构设计.     

基于丝网印刷大面积碳纳米管阴极场发射的研究

针对碳纳米管(CNT)阴极场发射均匀性这一关键难题，根据CNT场发射理论制备了一种新型碳纳米管阴极印刷浆料．实验表明：质量分数约为20％的纯化CNT与4．2％的导电氧化物粘接材料混合形成的印刷浆料，其阴极具有较佳的发射均匀特性．用丝网印刷技术制作成的大面积(对于线长度大于12．5cm)阴极，再经过快速烧结技术及两步后处理工艺，既能除掉粘接材料又能使CNT很好地与衬底固定，并使碳纳米管部分直立和充分暴露，进一步改善了发射均匀性．该均匀发射的阴极开启场为2．0V／μm，在电场强度为2．5V／μm下，电流密度为35mA／mm^2，发光亮度为300cd／m^2，场发射电流稳定，其波动性小于4．5％．该阴极可望应用于场致发射显示器，液晶显示的背光源、电光源等器件。     

Ni颗粒对碳纳米管场致电子发射的影响

根据Fowler-Nordheim的场致电子发射机制建立了顶端被催化剂Ni颗粒封闭的碳纳米管场致电子发射模型.利用该模型分析了Ni颗粒被移去前后碳纳米管场致电子发射性能的差异.分析结果表明Ni颗粒被移去前后碳纳米管场致电子发射性能的差异主要起源于碳纳米管顶端处电场强度的不同.     

定向多壁碳纳米管薄膜及其场致发射距离敏感特性

研究了定向生长的多壁碳纳米管薄膜场致发射的距离敏感特性,以改进现有场发射传感器中硅及金属针尖的性能。化学气相沉积方法制备的多壁碳纳米管薄膜表现出良好的尖端放电特性,其开启电场可至1.42 V/μm,阈值电场可至2.22 V/μm,通过计算得到的尖端电场增强因子可至4 034以上。随着发射间距的增加,场致发射电流非线性地降低,发射电流对发射间距的最大变化率为0.018 8μA/μm。通过拟合分析发现,场致发射电流随发射间距的变化基本符合Fow ler-N ordhe im关系,该特性可作为碳纳米管场致发射传感器的基本原理用于位移的检测。     

碳纳米管阴极场发射平板显示器的真空封装

通过采用传统的网版漏印工艺和低熔点玻璃焊料封接技术,实现了场发射显示器真空平板封装,这种封装稳定、可靠且成本低廉,同时,配套的弹性阴极装配技术,可以方便地对不同材料的阴极进行组装,形成二极管结构的场发射平板显示器,弹性装配技术 具有通过拼接得到大面积阴极的潜力,采用这套技术,已经研制出碳纳米管阴极场发射显示器样品。     

真空度对碳纳米管场发射显示器的影响研究

建立了碳纳米管场发射环境下电子与气体碰撞的数理模型。通过实验观察和理论分析说明：碳纳米管场发射显示器在常规阴阳极间距下。在不同真空度下的显示均为电子轰击荧光粉发光所致，在低真空度下也无气体放电产生紫外光致荧光粉发光；当真空度太低时，气体电离会降低实际加在阴阳极间的电压，致使电子无法发射。通过电子与气体分子的碰撞频率计算可以说明，用气体压力与阴阳极间距的乘积作为标准衡量气体对场发射的影响比仅用真空度来衡量更为合理。场发射显示器阴阳极间距越大，对真空度的要求越高。     

场致发射显示屏技术的研究

介绍了场致发射显示技术的工作原理及特点，分析了微尖型场致发射阴极、膜状型场致发射阴极的场致电子发射特性，对场致发射显示屏（FELLS）的结构做了研究，并讨论了影响场致发射显示屏性能的主要因素及改进的措施．     

碳纳米管场发射背阴极式三极结构及其模拟

提出了一种碳纳米管新型的背阴极式场发射三极结构.在这种结构中,带有孔阵列的薄玻璃基板作为阴极基板,碳纳米管阴极材料通过丝网印刷的方法装配在玻璃孔周围的阴极电极上.栅极电极则装配在阴极材料下方另一块基板上,在玻璃孔对面与之相对的则为覆盖有ITO电极和荧光粉层的阳极基板.在阳极基板上施加高电压,强电场则通过玻璃孔渗透到碳纳米管的表面使之发射,电子穿过玻璃通道轰击阳极,在栅极电极上施加反向电压用以减小阴极表面的电场从而关闭阴极发射达到调制效果.本文通过电场和电子轨迹的计算机模拟,验证此场发射三极结构的可行性并得出它的调制特性.     

丝网印刷碳纳米管显示器驱动电路的研制

为解决采用丝网印刷技术制作的碳纳米管显示器件(CNT-FED)驱动电压高、亮度均匀性差的问题,设计并实现了电压控制的寻址与显示分离型的驱动电路.采用分离高压控制器件实现了行、列驱动电压波形,并利用反向高压控制暗像素点,不仅能满足丝网印刷CNT-FED 700~1 000 V的高压驱动要求,并且有效抑制了漏电流导致的串亮现象.在各行电路上设计了限流电阻,对场发射电流起到反馈作用,有效改善了亮度均匀性.该驱动电路成本低,且从电路角度提升了丝网印刷CNT-FED的亮度和发光均匀性.测试结果表明:由新电路驱动的CNT-FED可实现动画显示,峰值亮度可达到1 400 cd/m2.     

场致发射三极管的结构模拟

以场致发射原理为基础，对场致发射三极管器件结构进行有限差分的模拟计算．在保持其它参数不变的条件下，改变尖锥曲率半径、栅孔半径，分析对电场强度、发射电流密度及电子轨迹的影响．针对电子注的发散问题，讨论双聚焦情况．     

FED中支撑对电场分布及电子轨迹的影响

在场致发射显示器 (FED)中加入支撑会影响真空室内部电场分布和电子运动 ,从而导致二次电子发射和电荷积累效应。为比较不同发射结构中这种负面影响的大小 ,对3种常见阴极模型中电子运动轨迹进行了模拟 :采用有限元法计算带有介质支撑墙的 FED电场分布 ,采用 Runge- Kut-ta法计算该空间电子轨迹 ,得出了支撑墙对 FED电子轨迹影响的数值结果。模拟结果显示 ,在三极型和四极型 (聚焦型 )结构中 ,支撑的引入不可避免地会带来二次电子发射和电荷积累效应 ;与之相反 ,平面型发射结构则很好地避免了这一负面影响     

影响氧化锌纳米材料场发射性能的因素

采用物理气相沉积的方法通过控制生长参数,在硅衬底上获得不同形貌的氧化锌纳米阵列.在金属场发射系统中测量了它们的场致电子发射性能,发现阴极发射电流不稳定主要是由于氧化锌纳米阵列的不均匀性造成的.采用高压励炼技术可以增强氧化锌场发射的稳定性,使电流波动明显降低.此外,形貌对氧化锌纳米阵列的场发射电流密度和阈值电压有明显影响,而且不同形貌的氧化锌纳米阵列的抗溅射能力也不相同.     

虚拟三极管伏安特性测试仪的设计

在传统的三极管参数测试实验中,通常需要使用多种测量仪器来测量三极管的伏安特性曲线和其他参数。为了降低实验成本,简化实验操作过程,采用虚拟仪器技术设计了一种三极管伏安特性测试仪。可以在PCI-1200数据采集卡和PC机所构建的平台上实现三极管主要参数的测量。通过对2SC9014三极管进行实际测量,证明其能够满足测试实验要求。     

电荷稳定分散聚合制备光活性聚苯乙烯微球

采用苯乙烯磺酸钠电荷稳定分散聚合体系,在甲醇/水混合溶剂中,通过后滴加功能单体4-烯丙氧基-2-羟基苯甲酮（BP-OH）,制备出表面带有二苯甲酮光引发基团的聚苯乙烯（PS）微球。研究了功能单体BP-OH的补加时间及总反应时间对微球形貌及功能基团结合量的影响,并将所制备的功能性PS微球在紫外光辐照下引发荧光单体7-甲基丙烯酰氧乙基-4-甲基香豆素（MCMA）反应;并通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外可见光谱（UV-Vis）及荧光显微镜（FM）对微球进行测试表征。结果表明,所制备的微球具有光引发活性。     

光纤光栅传感技术在重大工程结构诊断与监测中的应用

光纤光栅传感技术具有传统传感器无可比拟的优势，重大工程结构的健康诊断与监测是跨学科的前沿研究领域。介绍了光纤光栅传感技术用于重大工程结构的原理、国内外研究以及在重大工程中应用的概况，阐述了基于光纤光栅传感技术和应变模态理论的损伤自诊断智能结构系统的基本构成、原理，并指出近期应当加强光纤光栅传感技术的结构诊断、动态解调、工业化批量生产及其埋设等方面研究工作。