[发明专利]逸出功的测量方法

权利要求书

1.一种逸出功的测量方法，其包括以下步骤：

提供一个碳纳米管场发射电子源作为阴极和一个与该阴极相隔预定距离设置的阳极；

在真空环境下施加电压于该场发射电子源并测量其场发射电流一电压曲线；

在该碳纳米管场发射电子源的碳纳米管表面形成一层待测逸出功的场发射材料；

在与上述距离相同的条件下测量形成有待测场发射材料层的碳纳米管场发射电子源的电流-电压曲线；

根据福勒-诺德汉方程，依据测得的电流-电压曲线图可得到场发射电子源发射电子的福勒-诺德汉曲线示意图，并进一步得到待测场发射材料的逸出功。

2.如权利要求1所述的逸出功的测量方法，其特征在于，该碳纳米管场发射电子源的制造方法可选择为在显微镜下操纵碳纳米管用导电胶固定到导电基体上，在导电基体上直接生长碳纳米管或者采用电泳法组装碳纳米管到导电基体上。

3.如权利要求1所述的逸出功的测量方法，其特征在于，该待测逸出功的场发射材料的形成方法包括以下步骤：

在碳纳米管表面形成一金属层；

碳化该金属层形成场发射材料。

4.如权利要求3所述的逸出功的测量方法，其特征在于，该金属材料为钛、锆、铪、铌或钽。

5.如权利要求3所述的逸出功的测量方法，其特征在于，该金属层的形成方法选自磁控溅射法或电子束蒸发法。

6.如权利要求1所述的逸出功的测量方法，其特征在于，该待测逸出功的场发射材料的形成方法为将待测逸出功的场发射材料通过溅射直接形成于碳纳米管表面。

7.如权利要求4或6所述的逸出功的测量方法，其特征在于，该场发射材料为碳化钛、碳化锆、碳化铪、碳化铌、碳化钽、六硼化镧或镧。

8.如权利要求1所述的逸出功的测量方法，其特征在于，该预定距离为500微米。

9.如权利要求1所述的逸出功的测量方法，其特征在于，根据福勒-诺德汉方程可推导得到福勒-诺德汉曲线方程：$\frac{d(\ln (I_1/V_1^2)/(1/V_1))}{d(\ln (I_2/V_2^2)/(1/V_2))}={\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_1}{{\mathrm{\φ}}_2}\right)}^{3/2},$

其中，I₁、V₁、φ₁分别为纯碳纳米管作为场发射端的场发射电子源的电流、电压和逸出功；I₂、V₂、φ₂分别为在碳纳米管表面形成有待测场发射材料的场发射电子源的电流、电压和逸出功。

10.如权利要求9所述的逸出功的测量方法，其特征在于，根据福勒-诺德汉曲线方程，由于纯碳纳米管的逸出功为预先已经测定得到，根据福勒-诺德汉曲线的斜率可推导得到待测场发射材料的逸出功。