[发明专利]一种提升石墨烯片-碳纳米管阵列复合材料场发射性能的方法有效
| 申请号： | 201810096763.9 | 申请日： | 2018-01-31 |
| 公开（公告）号： | CN108987215B | 公开（公告）日： | 2019-12-31 |
| 发明（设计）人： | 邓建华;朱文祥;张燕 | 申请（专利权）人： | 天津师范大学 |
| 主分类号： | H01J1/304 | 分类号： | H01J1/304;H01J9/02;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 12214 天津创智天诚知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 王秀奎 |
| 地址： | 300387 *** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种提升石墨烯片‑碳纳米管阵列复合材料场发射性能的方法，属于纳米材料的制备和应用领域。包括以下制备工艺：(1)利用银离子轰击预处理硅单晶片；(2)利用热化学气相沉积法制备碳纳米管阵列并对其进行高温退火处理；(3)利用微波等离子体增强化学气相沉积法在碳纳米管阵列上制备薄层石墨烯片；(4)对所得石墨烯片‑碳纳米管阵列在室温下进行氮、氢等离子体处理。与现有技术相比，本方法所制备的氮掺杂石墨烯片‑碳纳米管阵列复合材料具有极低的工作电场、极高的电流密度和在大电流密度下具有良好的场发射稳定性，有很高的应用价值。 | ||
| 搜索关键词： | 碳纳米管阵列 石墨烯片 复合材料 场发射性能 氢等离子体处理 热化学气相沉积 氮掺杂石墨烯 化学气相沉积 微波等离子体 预处理 制备和应用 高温退火 工作电场 硅单晶片 纳米材料 制备薄层 制备工艺 场发射 银离子 制备 轰击 应用 | ||
【主权项】：
1.一种提升石墨烯片-碳纳米管阵列复合材料场发射性能的方法，其特征在于，包括：先利用载能银离子轰击预处理硅单晶片，然后利用热化学气相沉积法制备碳纳米管阵列并进行高温退火处理，再利用微波等离子体增强化学气相沉积法制备薄层石墨烯片，最后在常温下利用微波氮、氢等离子体处理所得的石墨烯片-碳纳米管阵列，通过调节微波功率为100～140W、处理室气压为1.5kPa、处理时间为0.5～2小时来控制其形貌，最终获得氮掺杂石墨烯片-碳纳米管阵列复合材料；所述的氮掺杂石墨烯片-碳纳米管阵列复合材料由在碳纳米管阵列上沉积边缘层数为1-5层、富缺陷、氮掺杂的石墨烯片组成；所制备的氮掺杂石墨烯片-碳纳米管阵列复合材料的阈值场平均仅有1.09-1.21V/μm，最大场发射电流密度平均可达101.79-120.56mA/cm
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