一、氢化非晶碳膜的低阈值场发射（论文文献综述）
田志锋[1]（2019）在《天线耦合的碳纳米管薄膜场效应晶体管太赫兹探测器》文中研究指明太赫兹波是一种介于红外与毫米波之间的电磁波,蕴含着丰富的物理、化学和结构信息,在太空探测、生物医疗诊断、安检与通信等领域有着广泛的应用前景。太赫兹探测是太赫兹发展中的一项关键技术,其核心器件是太赫兹探测器。基于AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管（AlGaN/GaN-HEMT）场效应自混频探测器,已应用于室温下高灵敏度的太赫兹探测。单壁半导体型碳纳米管（s-SWCNT）是一种新型纳米材料,已用于制备薄膜场效应晶体管,并表现出高电子迁移率(105 c m2?V-1?s-1)、低欧姆接触电阻（10 k?）、低阈值摆幅（60 mV/dec）和高电流开关比（108）等特性。基于场效应自混频机制,太赫兹天线能够在碳纳米管沟道内分别感应出平行和垂直沟道方向的电场,分别调控载流子的漂移速度和浓度,并在沟道内产生定向的混频电流。因此,碳纳米管有望用于制备太赫兹探测器,并实现高灵敏度的太赫兹探测。为探索太赫兹自混频效应及其高灵敏探测技术,本文开展了基于自混频模型下天线耦合的单壁半导体型碳纳米管薄膜场效应太赫兹探测器的设计,加工,测试与分析。本论文取得了研究结果:1.基于天线耦合的碳纳米管薄膜场效应晶体管太赫兹探测器的理论模型,推导出混频光电流、响应度和噪声等效功率的计算公式。2.成功制备了碳纳米管薄膜场效应晶体管,通过对器件的电学测试提取了器件载流子迁移率、载流子浓度和单位面积欧姆接触电阻等基本参数;实现了天线频率为0.33 THz的碳纳米管薄膜场效应晶体管太赫兹的探测实验。3.系统研究了高温下AlGaN/GaN-HEMT的响应度和噪声特性,并讨论了不同温度下响应度、噪声以及灵敏度之间的关系。本论文基于自混频模型,进行了天线耦合的单壁半导体型碳纳米管薄膜场效应晶体管太赫兹探测器的设计,制备和测试。该器件完成了太赫兹频段的探测,但栅极出现漏电和场效应差的原因需要分析与解决,并进一步提高探测灵敏度。
仇冠豪[2]（2019）在《N掺杂管状石墨烯及其复合材料的可控制备、性能及机理研究》文中进行了进一步梳理N掺杂管状石墨烯作为碳基纳米材料家族的重要成员,它兼具了N掺杂石墨烯优异的物理化学特性和中空管状结构的特点,使其在场发射和光致发光等领域有着广阔的应用前景。目前,N掺杂管状石墨烯及其复合材料的研究还处于起始阶段,主要的制备方法为模板法。开发出一种简单高效且低成本的无模板法来可控制备N掺杂管状石墨烯及其复合材料的新工艺,进而探索其性能,是一项极具挑战性的研究课题。本文采用一步无模板化学气相沉积法,制备出N掺杂管状石墨烯、N掺杂管状石墨烯@C纳米复合材料以及N掺杂管状石墨烯@SiO2纳米颗粒复合材料,结合产物表征结果,优选出制备不同产物的最佳工艺参数,并对产物的场发射和光致发光性能及相关机理进行了详细研究。为N掺杂管状石墨烯及其复合材料在场发射和光致发光等领域的应用奠定了基础。主要研究内容及结果如下:（1）采用一步无模板化学气相沉积法,以C3H6N6为C源和N源,Si粉作为辅料,0.01mol·L-1的Ni（NO3）2·6H2O乙醇溶液作为催化剂,制备出不同形貌的N掺杂管状石墨烯。通过正交试验,系统地研究了反应温度、原料摩尔比、保温时间三个工艺参数对N掺杂管状石墨烯的场发射性能及形貌的影响规律。当反应温度为1100℃,原料摩尔比1.5:1,保温时间为0min时,所制备的N掺杂管状石墨烯具有非常优异的场发射性能,其开启电场和阈值电场分别为0.18V·μm-1和1.08V·μm-1。（2）采用无模板化学气相沉积法,以C3H6N6为C源和N源,Si粉为辅料,以高纯CH4为补充碳源,0.01mol·L-1的Ni（NO3）2·6H2O乙醇溶液作为催化剂,制备出N掺杂管状石墨烯@C纳米复合材料。系统研究了二次通CH4温度和一次降温温度对制备N掺杂管状石墨烯@C纳米复合材料的场发射性能及形貌的影响规律。在原料摩尔比为2:1,保温时间为20min,二次通CH4温度为1100℃,二次通CH4时间为40min的工艺条件下,N掺杂管状石墨烯表面成功包覆了非晶C层;该N掺杂管状石墨烯@C纳米复合材料具有良好的场发射性能,其开启电场和阈值电场分别为0.48V·μm-1和1.16V·μm-1,其内阻低至0.73Ω。在原料摩尔比为2:1,保温时间为20min,一次降温温度为700℃,二次通CH4温度为1100℃,二次通CH4时间为40min的工艺条件下,N掺杂管状石墨烯表面成功包覆了晶态C层;该产物具有更加优异的场发射性能,其开启电场为0.40V·μm-1,阈值电场为1.0V·μm-1。（3）采用一步无模板化学气相沉积法,以C3H6N6为C源和N源,Si/SiO2混合粉为辅料,以高纯CH4为补充碳源,0.01mol·L-1的Ni（NO3）2·6H2O乙醇溶液作为催化剂,一步制备出不同形貌的N掺杂管状石墨烯@SiO2纳米颗粒复合材料。系统研究了反应温度、原料摩尔比和后保温时间等工艺参数对产物形貌、场发射及光致发光性能的影响规律。优选出最佳工艺条件为:反应温度1250℃,原料摩尔比1:2,后保温时间为20min,CH4通气时间为25min,制备出的N掺杂管状石墨烯@SiO2纳米颗粒复合材料具有优异的场发射性能,其开启电场和阈值电场分别为0.663V·μm-1和1.575V·μm-1,表现出增强的光致发光性能。提出了一种多因素协同作用机理,合理解释了产物的场发射和光致发光性能的增强原因。
张一新[3]（2018）在《超纳米金刚石膜的制备及Cu离子注入改进场发射性能研究》文中指出超纳米金刚石薄膜（Ultra-nanocrystalline Diamond,UNCD）具有极小的晶粒尺寸、极低的表面粗糙度、化学惰性以及高导电性和优异的场发射性能,在冷阴极场发射器以及其他真空微电子设备领域有着极大的应用潜力。采用MPCVD法进行超纳米金刚石薄膜的制备,沉积过程中,工艺参数的变化对薄膜微观结构的演变起着重要的作用。离子注入是一种能够有效改善金刚石薄膜电学性能的表面改性技术,退火处理后薄膜的电学性能进一步提升。本文首先制备了具有不同晶粒尺寸的自支撑金刚石膜（FSD）、微米金刚石膜（MCD）、纳米金刚石膜（NCD）作为对照样品,并与UNCD进行对比,分析晶粒尺寸及表面形貌对场发射性能的影响。其次,通过改变H2在反应气体中的浓度制备出不同参数条件下的UNCD薄膜。最后,采用能量为100 keV、1 × 1 017 ions/cm2的Cu离子注入方式对本征UNCD薄膜进行掺杂,并在Ar氛围中采用不同的退火方式进行退火处理,探究离子注入及退火过程对薄膜微结构及场发射性能的影响。使用多种测试手段对薄膜的微观形貌、结构特征、化学键结构等进行表征,并利用霍尔效应和场发射测试仪（EFE）对薄膜的导电性和场发射性能进行测试。主要研究内容与结果如下:（1）将UNCD薄膜与FSD、MCD、NCD的微结构以及场发射性能进行对比分析,探究晶粒尺寸对金刚石薄膜场发射性能的影响。结果表明:晶粒尺寸对金刚石薄膜的场发射性能有着极大的影响,这是因为晶粒尺寸的减小会使晶界比例升高,高晶界比例提供了有利于电子发射的导电网络,石墨化程度增大,电子的发射点数量增多。狭窄的晶界尺寸增强了界面与真空的电场,使电子的隧穿更容易发生。所以,UNCD薄膜表现出了最佳的场发射性能。（2）通过改变UNCD薄膜沉积气氛中H2的含量制备出不同H2浓度条件下的金刚石样品,探究氢原子对UNCD薄膜微结构及场发射性能的影响,结果表明:H2浓度显着改变了薄膜的微观结构和场发射性能。随着CH4/Ar气氛中H2浓度的减小,薄膜的晶粒尺寸逐渐减小,薄膜中的非晶碳向石墨发生转变的比例更高,且出现了纳米石墨相。晶界中大量sp2相以及“局域态”电场的增强,为电子的发射提供了导电通道,降低了电子发生隧穿效应的难度,场发射性能得到了显着的提升。（3）采用不同的退火方式对注入态薄膜进行处理,测试结果表明:Cu离子注入造成了晶格损伤,薄膜表面的纳米金刚石颗粒消失;经过500℃普通退火（CTA）后,注入过程造成的晶格损伤有所恢复,注入的Cu离子迁移到薄膜表面形成CuNPs并催化形成少量纳米石墨相,提供了更多有利于电子发射的导电通道;快速退火（RTA）后,薄膜表面会催化形成更多的CuNPs以及大量的纳米石墨相,在Cu的催化作用下形成互联的网状结构,这种“导电岛”结构与纳米石墨相共同为电子的发射提供导电通道,明显降低UNCD薄膜的开启电场。
郝婷婷[4]（2018）在《聚焦离子束/电子束技术在三维纳米器件加工中的应用》文中认为聚焦离子束/电子束（FIB/FEB）技术作为纳米结构与器件加工过程中实现沉积/刻蚀/辐照等功能的重要手段,其加工的结构与器件尺寸范围可从微米到亚微米甚至纳米级别,具有灵活、可控、精度高的特点和三维微纳米结构与器件加工的能力,可广泛应用于构建纳米电子器件、光学器件、光电子器件、流体器件以及生物器件等,显示出巨大的应用潜力。此外,随着三维纳米电子器件和第三代宽禁带半导体材料的发展,将宽禁带半导体加工成三维微纳米结构,并应用在三维微纳米电子器件已成为新的发展方向,有利于提高集成度、弥补当前硅基半导体在光电子和高频高功率器件上的不足。本论文研究了FIB/FEB沉积、刻蚀、辐照等技术应用于三维纳米器件的加工方法,包括三维金刚石紫外探测器和三维环栅场效应晶体管的加工,以及三维纳米器件中作为空间电极连线的纳米线的力学性能探索,显示出FIB/FEB技术在三维纳米器件加工中精度高、可控性强的优势。首先,系统地研究了聚焦电子束诱导沉积（FEBID）技术制备的铂（Pt）纳米线的电致振动现象,首次确定出FEBID制备的Pt纳米线的杨氏模量和密度,并研究了Pt纳米线的杨氏模量随尺寸的变化规律,最后利用Pt纳米线小质量、高杨氏模量的优点,将其作为基础共振单元,研制出高灵敏度的质量探测器。其次,利用FIB位图叠加方法刻蚀纳米金刚石膜,加工出纳米金刚石锥,在双探针扫描电镜场发射系统中研究了金刚石锥的场发射性能以及紫外光照射的影响。结果表明较高位图数刻蚀的纳米金刚石锥,由于具有更高的sp2碳,场发射电流更高,并具有1.3 V/cm超低的开启电压;紫外光照对金刚石纳米锥场发射电流有着近两倍的提升。这主要是由于FIB刻蚀有效地实现了sp2碳/金刚石混合体系的形成。最后,通过FIB辐照技术实现了纳米线的应变加工,并将其作为三维环栅金刚石器件的空间电极连线,初步测试了三维环栅金刚石晶体管的性能。这种三维纳米器件的加工方法具有可控性高、大面积、均匀一致的优点,适用于器件的大面积加工,为应用于未来集成电路和高频大功率场效应管奠定了基础。
韩伟[5]（2017）在《稀土六硼化物RB6(R=Nd、La1-xPrx、Sm、Yb、Gd)一维纳米结构的制备及电子输运性质》文中研究说明由于低的功函数、高温下低的挥发性、高的导电性、高的化学稳定性和高的机械强度,稀土六硼化物（RB6）成为最好的电子发射材料。近年来,RB6由于其独特的性质引起了人们的关注,如超导性、半导体性、价态变化以及拓扑绝缘体。最近,一维纳米线系统由于具有比块体材料新奇的结构和电子性质,引起了更多的研究。本论文的主要工作是利用化学气相沉积法和高压固相法合成了一系列稀土六硼化物一维纳米材料,并对其成分、形貌和结构进行了详细表征,讨论了纳米材料的生长机理,并将纳米线做成器件测试了电子输运性能。通过简单的流量控制的常压自催化CVD方法,采用钕（Nd）粉和三氯化硼（BCl3）气体为前驱体,在H2/Ar混合气氛下1000℃成功合成出NdB6纳米锥。并且通过比较不同反应温度、不同催化剂和不同保温时间,对纳米结构形貌的变化做了系统的研究。最后对纳米锥的生长机理进行讨论,结果是硼浓度的减小是形成纳米锥形貌的重要因素。通过控制反应温度,首次在1000℃成功合成出大量NdB6纳米管。纳米管长数微米,直径60-80 nm,壁厚10-15 nm。并对不同温度下合成的纳米锥、纳米带和纳米管进行结构表征。最后讨论了这三种不同纳米形貌的生长机理,分别是伴随VS的自催化机理、液滴导致的自催化机理和扩散限制的自催化机理。我们以镧（La）、镨（Pr）的混合粉末和BCl3气体作为反应物,采用控制气流的自催化CVD方法在1050℃成功制备了大量LaxPr1-xB6纳米锥。不同掺杂比例得到的晶体的晶格常数和掺杂比例符合维加德定律。SEM显示纳米锥长2-10μm,根部直径约50-300 nm,顶端直径约10-80 nm,顶端没有催化剂颗粒存在。TEM表明纳米锥是沿[110]方向生长的单晶纳米锥。在拉曼光谱的测试中,我们首次发现了三元稀土六硼化物的T1u模式分裂现象,且不同掺杂比例的纳米材料中都能发现。最后,我们对纳米锥的生长机理进行了讨论,认为由于硼源的减少和La、Pr的消耗,最后纳米棒的顶端生长成逐渐变细的形貌。我们首次报道了一种在低温下（220-240℃）使用Sm,H3BO3,Mg和I2为原材料合成SmB6纳米线的新方法。SEM显示纳米线直径为50-120 nm,长度为1-8μm。HRTEM和SAED表明SmB6纳米线的生长方向为[001]。XPS表明Sm B6的价态为+2和+3混合价态,平均价态为+2.73。我们还讨论了这种低温高压固相法合成纳米线的生长机理。我们利用聚焦离子束（FIB）电镜给单根SmB6纳米线引出了四电极,并用低温探针台测试了纳米线的电阻,测量得到的电阻随温度降低而升高,证明其体态是绝缘特性的,而电阻在低温下没有一直升高而出现了电阻接近饱和的现象,证明了样品可能存在导电良好表面态。结果表明由于纳米线较大的比表面,Sm B6纳米线的近藤转变温度约为TK=60 K,激活能为Δ=2.67 meV,并且有6 K的饱和电阻温度和加强的表面电导。我们首次报道了一种在低温下（200-240℃）使用Yb,H3BO3,Mg和I2为原材料合成YbB6纳米线的新方法。200℃是目前合成YbB6的最低温度。HRTEM和SAED显示单晶纳米线的生长方向是[001]。XPS证明Yb在Yb B6中是纯的二价。我们还测试了单根YbB6纳米线的电子输运性质,RT测试表明在20-300 K,随着温度的降低电阻率线性减小,表现出典型的金属行为。当温度降低到20 K以下时,电阻率的斜率减小,类似一个平台。磁输运测试表明YbB6纳米线在4.2 K,20 K和50 K都有正的线性磁致电阻。YbB6样品的变温磁化率表明是顺磁的,这可能是由于在生长的过程中很容易造成晶格缺陷,导致缺Yb造成富硼（原材料中硼源也是过量的）和Yb3+的形成,所以才有顺磁行为。在低温下（220-240℃）使用Gd,H3BO3,Mg和I2为原材料合成GdB6纳米线的新方法。SEM显示纳米线直径为20-120 nm,长度为1-8μm。HRTEM和SAED表明GdB6纳米线的生长方向为[001]。我们还测试了GdB6的磁性,得到MT曲线和MH曲线。由居里-外斯定律拟合得到有效磁矩为μeff=6.26μB,磁化强度随磁场变化是由两段线性区域和一段曲线组成。光学性质表明GdB6纳米线在NIR范围有较高的吸收,在UV范围有较低的吸收。总结以上研究结果,发现不同形貌的一维RB6纳米结构,其生长方向都是低指数的晶面,其中大多数是（001）面。生长机理全部可以归结为稀土金属作为自催化剂与硼原子结合择优取向生长得到一维纳米结构。
张霞[6]（2016）在《高有序a-CNTs/TiO2纳米管阵列的制备及其场发射性能研究》文中认为采用阳极氧化法和高压液相电化学方法分别制备了高度有序结构的TiO2纳米管（Titanium dioxide nanotubes,TNTs）阵列、具有异质结构的非晶碳纳米管/TiO2纳米管（Amorphous carbon nanotubes/Titanium dioxide nanotubes,a-CNTs/TNTs）阵列。研究了电压和时间等条件对样品形貌和场发射性能的影响规律,发现了有序异质结构a-CNTs/TNTs阵列优异的场发射性能,探究了材料的场发射增强机理。本论文的主要内容和结果如下:1.采用二次阳极氧化法在以乙二醇和NH4F混合溶液中制备了高度有序的TNTs阵列。研究发现阳极氧化电压和时间对TNTs表面形貌、尺寸和场发射性能有重要的影响。阳极氧化电压为45 V,氧化时间4 h时制备的TNTs阵列表面平整均一,无絮状物质,纳米管管口无集聚和倒伏现象,纳米管管壁平滑。相应地TNTs阵列具有良好的场发射性能。2.采用高压液相电化学的方法,以甲醇为碳源,在优化制备的TNTs阵列表面生长a-CNTs,制备了高度有序的异质结构的a-CNTs/TNTs阵列。研究了沉积电压和时间对a-CNTs阵列生长的影响规律。结果发现,沉积电压为1200 V时,由于TiO2的限域作用,碳纳米颗粒沿管壁定向生长形成a-CNTs结构。随着沉积时间增加至10 h,a-CNTs逐渐连接、填充甚至闭合,在表面层形成一层无序a-C:H层。场发射测试显示,沉积电压为1200 V,沉积时间8 h时,a-CNTs/TNTs阵列具有优异的场发射性能。3.研究了TNTs阵列、异质结构的a-CNTs/TNTs阵列和非晶碳薄膜（a-C:H）的表面形貌、结构和场发射性能。结果表明a-CNTs和TNTs之间形成良好的界面结合。高有序结构的a-CNTs/TNTs场发射性能远远好于单一结构TNTs和a-C:H。场发射开启电场最低为2.6 V/μm;在电场强度为5.2 V/μm时达到最大发射电流密度为14 mA/cm2。研究发现,高度有序异质结构的a-CNTs/TNTs阵列优异的场发射性能主要归因于独特地有序纳米结构、材料优良的场发射性质以及有效的多层复合结构设计。
徐进卓[7]（2015）在《基于碳纳米管及其复合材料的场发射器件的制备及其性能研究》文中提出碳纳米管具有优异的电学、力学和热学性能,在场发射领域显示出良好的应用前景。但是,碳纳米管在发射点密度、发射稳定性、均匀性,以及柔性器件制备工艺的兼容性等方面还存在许多问题。碳纳米管薄膜场发射性能的改善以及薄膜制备工艺的优化是其走向产业化应用的重要一步。为了推动碳纳米管薄膜场发射器件的实用化发展,本论文以系统地改善碳纳米管薄膜的场发射性能、扩展碳纳米管薄膜场发射器件的应用范围、优化和发展柔性碳纳米管场发射器件的制备工艺为目标,分别对碳纳米管及其复合薄膜的场发射性能、低真空下碳纳米管薄膜的场发射性能以及柔性碳纳米管器件的场发射性能进行了探索性的研究。主要工作包括以下内容：（1）通过在丝网印刷制备的碳纳米管薄膜上旋涂二氧化钛溶胶,大幅度提高碳纳米管薄膜的场发射性能,包括显着降低其开启电场和阈值电场,明显提高电子发射稳定性。另外,还进一步通过控制二氧化钛溶胶反应时间和涂覆厚度实现了对碳纳米管/二氧化钛复合电极场发射性能的控制,获得了迄今为止场发射性能最佳的复合薄膜：超低的开启电场和阈值电场,优良的发射电流密度稳定性。（2）系统地研究了氧化性气体（空气）和非氧化性气体（氮气和氩气）氛围中,不同气压对丝网印刷制备的碳纳米管薄膜的场发射性能的影响。无论在氧化性气氛还是非氧化性气氛中,碳纳米管的场发射性能随着气压的上升而下降。但是碳纳米管的场发射性能在氧化性气氛中衰减的更快。针对在气体吸附、气体离子碰撞以及焦耳热等三种机制下解释了不同气氛中,气体对碳纳米管薄膜场发射性能的影响。另外,还利用二氧化钛复合的碳纳米管薄膜作为场发射阴极代替纯碳纳米管薄膜阴极,显着改善了低真空下的碳纳米管薄膜的场发射性能,拓展了碳纳米管场发射器件的应用。（3）通过石墨烯与碳纳米管的复合,形成石墨烯/碳纳米管复合场发射阴极,明显提高了碳纳米管薄膜的场发射性能。石墨烯与碳纳米管的复合,降低了碳纳米管薄膜与银衬底的接触势垒,提升了电子传输效率。另外,还通过控制复合薄膜中石墨烯的含量、对比复合薄膜的制备方法系统地优化了复合薄膜的场发射性能。（4）凭借半固化的有机硅（Polydimethylsiloxane, PDMS）柔性衬底的独特性能,通过结合真空抽滤法和简单的膜转移技术成功制备了全碳纳米管柔性场发射器件,并系统研究了器件弯曲方向和弯曲程度对柔性器件场发射性能的影响及其影响机理。
梁志敏[8]（2015）在《掺硼类金刚石涂层的制备及结合强度研究》文中认为通常把一系列含有sp3和sp2杂化的不稳定的非晶碳膜统称为类金刚石薄膜（DLC）,这类薄膜具有高的硬度,低的摩擦因数,优异的耐磨性,良好的光学透过性和生物相容性,是近年来引起广泛重视的一种新型功能薄膜材料。并且掺B类金刚石涂层可以做成BDD电极,BDD电极具有高的析氧电位、低的背景电流、吸附惰性等特性,因而成为电化学电极的优良之选。但是类金刚石薄膜存在内应力过高、热稳定性差、脆性大、不能大面积沉积、摩擦磨损机理不完善的缺陷,国内外学者通过金属和非金属掺杂、多层膜结构设计等方法来降低薄膜内应力,提高热稳定性能;通过制备方法的改变来实现大面积沉积;通过不同条件下的摩擦行为来分析其摩擦磨损机理;这些解决办法均是在复合镀膜技术的“五化”思想（沉积技术复合化,涂层组成多元化,晶体结构纳米化,组成和结构多层化/梯度化）上衍生出来的。膜基结合力强弱是决定涂层寿命的关键因素,也是决定所有涂层应用价值的最基础因素。DLC涂层结合强度不高,一直是困扰其进一步应用的难题之一。目前主要通过元素掺杂、过渡层制备、纳米调制等手段来提高其结合力。其中硼掺杂类金刚石涂层的研究主要集中在电化学和生物相容性方面,对膜基结合力其最基础的力学性能鲜有研究,因此研究掺硼类金刚石涂层这方面性能不仅能解决其最基本的问题,而且能扩宽其应用途径。本课题主要采用磁控溅射方法制备类金刚石涂层,首先采用射频磁控溅射法在不同基底材料上制备了类金刚石涂层,分析了基底材料对涂层结构及膜基结合力的影响;其次采用闭合场非平衡磁控设备在不同石墨靶电流下制备了类金刚石涂层,通过原子力显微镜、扫描电镜、拉曼光谱、X衍射等方法分析了其微观形貌与结构,通过纳米压痕、划痕测试、摩擦磨损表征了其性能;最后采用固体硼作为溅射靶材制备了掺硼DLC涂层,采用多种检测方法分析了其微观结构及表征了其性能,分析硼元素对DLC涂层的影响。结果表明:射频磁控溅射和闭合场非平衡磁控溅射制备的类金刚石涂层,采用后者制备的涂层sp2键含量更高,膜基结合力更好,摩擦系数很低,一般在0.10以下;掺杂硼元素使得类金刚石涂层的表面粗糙度降低,sp2键含量增多;少量的硼元素可以使涂层弹性模量和硬度均提高,膜基结合力也小范围提高,摩擦系数降低,磨损率降低;但是硼元素过多,涂层弹性模量、硬度和膜基结合力均大大下降。
裴艳慧[9]（2012）在《石墨烯纳米片及其复合物的制备和场发射性质研究》文中研究表明自2004年安德烈海姆领导小组用机械剥离的方法剥离出单层石墨烯，并可以稳定存在以来，由于其优异的物理化学性能，引起了全世界科学家的研究兴趣。近年来，无论是实验研究还是理论研究都有了长足的发展。石墨烯纳米片具有优异的导电性、透光性、大的长径比、高的比表面积、良好的稳定性和导热性等性质，在光电子领域、纳米器件、储能领域和场发射领域具有广阔的应用前景。目前制备石墨烯纳米片最常用的方法有微机械剥离、外延生长、氧化石墨还原以及化学气相沉积法。由于化学气相沉积法可以在较低温度下制备大尺寸的薄膜材料，其生长速率也比较适当，并且生产工艺已经日趋完善，广泛应用于大规模工业化生产半导体薄膜材料。石墨烯纳米片具有大的长径比，高强度、高韧性、良好的稳定性和导电性，并且存在丰富的边缘，使得其可能具有很好的场发射性能。石墨烯纳米片将有希望成为新一代性能优异的场发射材料。本论文用RF-PECVD方法制备了石墨烯纳米片及其复合材料，并研究了催化剂厚度和过渡层对其场发射性质的影响。首先我们用PECVD的方法在单晶Si（100）上直接生长碳纳米片，研究了不同生长时间对碳纳米片形貌的影响，并简要分析了其生长机制。从SEM和Raman光谱来看，生长36min时样品具有更多尖锐的边缘，并且具有较好的结晶性和石墨化程度。其次我们用磁控溅射方法在单晶Si（100）基片上溅射不同厚度的Ni薄膜，研究Ni薄膜厚度对碳纳米片表面形貌，微结构，结晶性以及场发射性质的影响。碳纳米片的表面形貌受Ni薄膜厚度的影响很大。随着Ni薄膜厚度的增加，高温团聚的Ni纳米粒子尺寸增大。当增大到一定程度时，大的纳米粒子会吞并相邻的小的纳米粒子，最后连接成岛状。碳纳米片在Ni纳米粒子表面和Si基片表面形核长大。由TEM表征看出在Ni纳米粒子周围包裹着石墨层，石墨片在缺陷处成核长大。场发射性能研究表明当Ni薄膜厚度为66nm时具有最小的开启电压，和最大的场增强因子。然后研究了Co薄膜厚度对碳纳米片形貌，结构及场发射性能影响。随着Co薄膜厚度的增加，碳纳米片的密度增加，石墨化程度降低。从F-N曲线来看，Co催化剂的引入确实增强了碳纳米片的场发射性质。其中当Co薄膜厚度为16.5nm时，样品具有最好的场发射性能。由于此时碳纳米片密度较大，发射体的密度较大，并且存在很多尖端和缺陷，这也增强了样品的电子发射。此外，还简单讨论了Co薄膜厚度为3nm时，样品的生长机制。Co薄膜在高温处理下团聚成纳米粒子，个别尺寸较小的纳米粒子容易催化碳纳米管生长，在碳纳米管长大过程中由于等离子刻蚀管壁形成很多缺陷碳纳米片在缺陷处形核长大，得到碳纳米管和碳纳米片的复合物。最后我们首先在基片表面溅射20nmTi过渡层，然后溅射不同厚度的Co薄膜，再用PECVD方法在相同条件下生长碳纳米材料，研究Ti过渡层对材料形貌及场发射性质影响。有趣的是我们得到了碳纳米管和碳纳米片的复合物，碳纳米片分布在碳管的管壁上和管顶端。这是由于Ti过渡层的引入阻挡了Co向基片的扩散，提高了Co的催化性能引起的。当TiCo薄膜厚度分别为20nm/11nm时，得到了定向性垂直基片生长碳纳米管和碳纳米片的复合物。大部分碳纳米片分布在碳纳米管的顶端，增加了发射体的数量，此时，样品具有较好的场发射性能。
谌静[10]（2012）在《介电/金属核/壳纳米颗粒阵列的制备及其表面等离激元共振特性研究》文中指出得益于纳米技术的日益发展,金属纳米结构中的表面等离激元（surface plasmon, SP）已经成为当前物理学、化学、材料科学、信息科学、生物学等学科及其交叉领域的研究热点之一。SP研究正逐步发展成为一门新的科学,即表面等离激元学（plasmonics）。论文首先主要从实验和理论两方面研究了介电／金属核／壳纳米颗粒（金属纳米球壳）排列而成的二维周期性阵列中局域LSP共振及其相互耦合产生的一系列个体与集体光学性质。本论文还研究了超薄DLC介质包裹金属银形成的核壳纳米颗粒表面等离激元性质,研究了金属表面等离激元在Ti02光催化中的效应。论文内容包括以下几个方面：1、利用二氧化硅胶体晶体为牺牲模板,将二次模板技术与无电镀化学方法相结合制备出密堆积空心金纳米球壳有序阵列。我们对制备的密堆积金纳米球壳有序阵列进行了详细的光学表征。研究发现,在这有序阵列的透射谱中出现了三个透射共振峰,共振的位置不随入射光的角度和偏振的变化而改化。不仅如此,这些透射共振也不依赖于外界环境的变化。因此,我们可以推论,在密堆积空心金纳米球壳有序阵列光谱中所观察到的三个透射共振起源于空心金纳米球壳中腔模的激发。论文利用基于有限元方法,对这周期阵列进行了数值仿真。数值计算得到的光谱与实验测量结果相一致。借此,我们从物理上阐明了这些透射共振分别起源于空心金纳米球壳中偶极子,四极子和六极子腔模的激发。2、利用聚苯乙烯胶体晶体为模板,结合反应离子刻蚀及物理沉积的方法制备出非密堆积金纳米球壳有序阵列。我们通过合理地控制反应离子刻蚀时间,得到不同尺寸大小金属纳米球壳组成的周期有序阵列。通过透射谱的测量,我们在实验中观测到这制备的非密堆积有序阵列出现多个共振透射峰。基于有限元计算方法,论文研究了完整的介电/金属核/壳结构,以及具有开口的对称性破缺的金纳米球壳阵列的光学性质。后者与实验中所制备的样品形貌更加符合。数值计算表明,对于完整的金属球壳阵列,体系亦出现了三个明显的非对称Fano-线型,它们对应于三个Fano共振。通过分析电场及电荷分布,可以看出这三个Fano共振分别起源于窄带的偶极子,四极子和六极子腔模与四极子和六极子类球模形成宽带的耦合。与完整球壳阵列体系不同,对于对称破缺的球壳阵列,由于开口的出现会在开口处会产生边缘等离激元模式（rimplasmon）,这个模式不仅与球壳内的腔模发生耦合,而且与球壳外的类球模也会发生耦合。此外,对称破缺还导致腔模与球壳开口处形成的rim plasmon模式相互耦合形成杂化模式,亦能导致球壳外表面的四极子和六极子类球模形成的宽带与相对窄带的偶极子、多极子腔模的相互耦合,耦合的程度可以通过开口的大小来控制。我们通过实验和数值仿真证实,非密堆积金属纳米球壳有序阵列中出现的Fano共振还可以通过调节金属纳米球壳中核的大小进行调制。3、提出并实验上证实通过超薄类金刚石薄膜（DLC）包裹金属银形成的核壳纳米颗粒可以实现Ti02光催化增强。通过在银纳米颗粒的表面覆盖不同厚度的DLC簿膜,然后再沉积Ti02薄膜,我们发现当沉积的DLC的厚度为10A时,Ag/（10A） DLC/TiO2光催化剂光降解速率达到单纯Ti02薄膜的十倍,是Ag/TiO2复合结构的三倍。采用米（Mie）散射理论,我们从理论上预见了通过在金属纳米颗粒的外表面覆盖介质包裹层,尽管颗粒的表面等离激元位置发生一定的红移,但颗粒外表面的电场能够得到进一步的提高；对于球形的金属纳米颗粒,偶级近似理论预测包裹DLC（折射率=2.7）的最佳厚度为d≈0.8nm。这与我们实验的观测结果相吻合。我们提出的包裹致密超薄ta-C介质层还能有效阻止Ti02中光生电子从其导带向金属的转移。
二、氢化非晶碳膜的低阈值场发射（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、氢化非晶碳膜的低阈值场发射（论文提纲范文）
（1）天线耦合的碳纳米管薄膜场效应晶体管太赫兹探测器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 碳纳米管的结构与性质 |
| 1.1.1 碳纳米管的结构 |
| 1.1.2 碳纳米管的性质 |
| 1.2 碳纳米管的制备与表征 |
| 1.2.1 碳纳米管的制备方法 |
| 1.2.2 碳纳米管的表征方法 |
| 1.3 碳纳米管的场效应特性 |
| 1.4 基于碳纳米管太赫兹器件 |
| 1.4.1 太赫兹背景介绍 |
| 1.4.2 碳纳米管太赫兹探测器 |
| 1.5 论文主要研究内容与意义 |
| 第2章 碳纳米管薄膜自混频探测器模型 |
| 2.1 碳纳米管薄膜场效应自混频探测器理论模型 |
| 2.2 太赫兹天线设计与仿真 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 碳纳米管薄膜自混频探测器的设计与加工 |
| 3.1 物理结构设计 |
| 3.2 掩膜版设计 |
| 3.3 碳纳米管薄膜的制备与表征 |
| 3.4 碳纳米管薄膜太赫兹探测器的加工制备 |
| 3.4.1 加工前准备 |
| 3.4.2 标记制备 |
| 3.4.3 台面刻蚀 |
| 3.4.4 欧姆接触的制备 |
| 3.4.5 制备栅极介质层 |
| 3.4.6 栅极及天线制备 |
| 3.4.7 欧姆接触开窗口 |
| 3.4.8 电极制备 |
| 3.4.9 器件封装 |
| 3.5 器件的快速筛选 |
| 3.5.1 栅极漏电流测试 |
| 3.5.2 迁移率测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 碳纳米管薄膜太赫兹探测器的测试与分析 |
| 4.1 AlGaN/GaN HEMT的高温太赫兹探测 |
| 4.2 碳纳米管薄膜探测器电学测试 |
| 4.2.1 转移特性 |
| 4.2.2 输出特性 |
| 4.2.3 噪声特性 |
| 4.3 碳纳米管薄膜探测器光学测试 |
| 4.3.1 碳纳米管薄膜探测器太赫兹探测 |
| 4.3.2 理论响应度和噪声等效功率计算 |
| 4.4 碳纳米管薄膜探测器和AlGaN/GaN HEMT的对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 本文主要结论 |
| 5.2 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）N掺杂管状石墨烯及其复合材料的可控制备、性能及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 管状纳米材料概述 |
| 1.2.1 碳纳米管 |
| 1.2.2 金属纳米管 |
| 1.2.3 金属氧化物纳米管 |
| 1.2.4 管状纳米材料的应用 |
| 1.3 石墨烯纳米材料概述 |
| 1.3.1 石墨烯的晶格结构及性质 |
| 1.3.2 石墨烯纳米材料的制备方法 |
| 1.3.3 石墨烯纳米材料应用 |
| 1.4 氮掺杂石墨烯纳米材料研究概述 |
| 1.4.1 氮掺杂石墨烯纳米材料的种类 |
| 1.4.2 氮掺杂石墨烯纳米材料的常见制备方法 |
| 1.4.3 氮掺杂石墨烯纳米材料场发射性能的研究现状 |
| 1.4.4 氮掺杂石墨烯纳米材料光致发光性能的研究现状 |
| 1.5 不同形态石墨烯简介 |
| 1.5.1 石墨烯量子点 |
| 1.5.2 石墨烯纳米带 |
| 1.5.3 石墨烯纳米管 |
| 1.6 本文选题依据、主要研究内容及创新点 |
| 1.6.1 选题依据 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 1.6.3 主要创新点 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 原料的预处理 |
| 2.3.2 制备产物的实验装置及主要工艺流程 |
| 2.3.3 N掺杂管状石墨烯的制备 |
| 2.3.4 N掺杂管状石墨烯@C纳米复合材料的制备 |
| 2.3.5 N掺杂管状石墨烯@SiO_2纳米颗粒复合材料的制备 |
| 2.4 制备产物的表征 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)分析及能谱(EDS)分析 |
| 2.4.2 透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析 |
| 2.4.3 拉曼(Raman)光谱分析 |
| 2.4.4 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析 |
| 2.4.5 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.5 产物的性能测试 |
| 2.5.1 场发射性能测试 |
| 2.5.2 电化学阻抗性能测试 |
| 2.5.3 光致发光性能测试 |
| 3 N掺杂管状石墨烯及其场发射性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 正交试验工艺参数 |
| 3.3 正交试验结果与分析 |
| 3.4 正交试验场发射性能结果分析 |
| 3.5 增补实验及优选工艺条件确定 |
| 3.5.1 增补实验 |
| 3.5.2 优选工艺条件的确定 |
| 3.6 优选条件下产物的表征 |
| 3.6.1 优选条件下产物的成分分析 |
| 3.6.2 优选条件下产物的结构表征 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 N掺杂管状石墨烯@C纳米复合材料及其性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二次通CH_4温度对N掺杂管状石墨烯@C的影响规律 |
| 4.2.1 工艺参数的优化 |
| 4.2.2 二次通CH_4温度对产物的形貌的影响 |
| 4.2.3 二次通CH_4温度对产物的场发射性能的影响 |
| 4.2.4 二次通CH_4温度对产物的阻抗性能的影响 |
| 4.3 典型产物的表征 |
| 4.4 不同的二次通CH_4温度的对产物影响的机理分析 |
| 4.5 一次降温温度对N掺杂管状石墨烯@C的影响规律 |
| 4.5.1 工艺参数的优化 |
| 4.5.2 一次降温温度对产物的形貌的影响 |
| 4.5.3 一次降温温度对产物的场发射性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 N掺杂管状石墨烯@SiO_2纳米颗粒复合材料及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 工艺参数的优化 |
| 5.2.1 反应温度对N掺杂管状石墨烯@SiO_2纳米颗粒复合材料的影响规律 |
| 5.2.2 原料摩尔比对N掺杂管状石墨烯@SiO_2纳米颗粒复合材料的影响规律 |
| 5.2.3 后保温时间对N掺杂管状石墨烯@SiO_2纳米颗粒复合材料的影响规律 |
| 5.3 优选工艺下典型产物的表征 |
| 5.4 性能优化机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获奖目录 |
（3）超纳米金刚石膜的制备及Cu离子注入改进场发射性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金刚石材料 |
| 1.1.1 金刚石的晶体结构 |
| 1.1.2 金刚石的性质及其应用 |
| 1.1.3 金刚石的制备方法 |
| 1.1.4 MPCVD金刚石膜的类型 |
| 1.2 超纳米金刚石 |
| 1.2.1 超纳米金刚石薄膜发展状况 |
| 1.2.2 超纳米金刚石膜的生长机理 |
| 1.2.3 影响超纳米金刚石薄膜生长的因素 |
| 1.2.4 超纳米金刚石在场发射领域应用的优势 |
| 1.3 场发射 |
| 1.3.1 场发射原理 |
| 1.3.2 F-N理论 |
| 1.3.3 场发射性能的影响因素 |
| 1.3.4 场发射冷阴极材料的研究进展 |
| 1.4 金刚石薄膜的离子注入掺杂 |
| 1.5 问题的提出及本文的主要研究内容 |
| 第二章 实验方法与原理 |
| 2.1 超纳米金刚石样品的制备 |
| 2.1.1 基体的预处理 |
| 2.1.2 超纳米金刚石薄膜的制备 |
| 2.1.3 其他类型金刚石薄膜的制备 |
| 2.2 Cu离子注入及退火方案 |
| 2.3 金刚石薄膜的表征方法 |
| 2.3.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM) |
| 2.3.2 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.3.3 激光拉曼光谱仪(Raman) |
| 2.3.4 原子力显微镜(AFM) |
| 2.3.5 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.3.6 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.7 霍尔效应(Hall) |
| 2.3.8 场发射性能测试(EFE) |
| 第三章 金刚石薄膜的晶粒尺寸对其场发射性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 场发射性能测试(EFE) |
| 3.3 结构成分及形貌分析 |
| 3.3.1 扫描图谱分析(FESEM) |
| 3.3.2 原子力图谱分析(AFM) |
| 3.3.3 X射线衍射图谱分析(XRD) |
| 3.3.4 拉曼光谱分析(Raman) |
| 3.3.5 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同氢气浓度对超纳米金刚石薄膜场发射性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 场发射测试(EFE) |
| 4.3 结构成分及形貌表征 |
| 4.3.1 扫描图谱分析(SEM) |
| 4.3.2 原子力图谱分析(AFM) |
| 4.3.3 X射线衍射图谱分析(XRD) |
| 4.3.4 拉曼光谱分析(Raman) |
| 4.3.5 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Cu离子注入及退火对超纳米金刚石薄膜表面形貌和场发射性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电学性能表征 |
| 5.2.1 霍尔效应(Hall) |
| 5.2.2 场发射性能测试(EFE) |
| 5.3 结构成分及形貌分析 |
| 5.3.1 扫描图谱分析(SEM) |
| 5.3.2 掠射角X射线衍射图谱分析(GXRD) |
| 5.3.3 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 5.3.4 拉曼光谱分析(Raman) |
| 5.3.5 透射电子显微镜图谱分析(TEM) |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的论文 |
（4）聚焦离子束/电子束技术在三维纳米器件加工中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 聚焦离子束/电子束技术简介 |
| 1.2 聚焦离子束/电子束加工三维微纳米结构 |
| 1.2.1 聚焦离子束/电子束辅助沉积 |
| 1.2.2 聚焦离子束/电子束刻蚀 |
| 1.2.3 聚焦离子束辐照 |
| 1.3 论文的研究目的与主要内容 |
| 第2章 聚焦电子束沉积Pt纳米线的电致振动行为 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 聚焦电子束制备自支撑的Pt纳米线 |
| 2.3 Pt纳米线电致振动分析 |
| 2.3.1 Pt纳米线电致振动现象 |
| 2.3.2 电致振动受力的物理模型 |
| 2.3.3 电致振动机理分析 |
| 2.4 Pt纳米线密度的确定 |
| 2.5 Pt纳米线的杨氏模量与直径的关系 |
| 2.6 额外质量探测器 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 金刚石纳米锥的构筑与电学特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 聚焦离子束刻蚀技术在金刚石上的应用 |
| 3.1.2 sp2碳/金刚石混合材料体系的场发射研究现状 |
| 3.2 纳米金刚石薄膜的生长 |
| 3.3 纳米金刚石锥的制备与表征 |
| 3.3.1 纳米金刚石锥的制备 |
| 3.3.2 纳米金刚石锥的拉曼表征 |
| 3.4 场发射测量系统 |
| 3.5 纳米金刚石锥的场发射特性 |
| 3.5.1 纳米金刚石锥在暗态下的场发射性质 |
| 3.5.2 纳米金刚石锥紫外光照下的场发射特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 三维环栅金刚石场效应晶体管的加工与电学特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 聚焦离子束辐照技术在三维器件加工中的应用 |
| 4.1.2 三维金刚石器件的研究现状 |
| 4.2 实验流程与方案 |
| 4.3 三维金刚石环栅器件加工方案探索 |
| 4.3.1 三维金刚石结构的刻蚀 |
| 4.3.2 不依赖平面工艺的环栅加工 |
| 4.3.3 聚焦离子束辐照自支撑纳米线的应变 |
| 4.4 平面型单晶金刚石晶体管的器件特性 |
| 4.5 三维环栅金刚石器件的制备与电学测量 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结 |
| 参考文献 |
| 个人简历及发表文章目录 |
| 致谢 |
（5）稀土六硼化物RB6(R=Nd、La1-xPrx、Sm、Yb、Gd)一维纳米结构的制备及电子输运性质（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 一维纳米材料的合成技术 |
| 1.1.1 气相法 |
| 1.1.2 液相法 |
| 1.1.3 固相法 |
| 1.2 稀土六硼化物一维纳米材料的研究现状 |
| 1.2.1 稀土六硼化物的结构和性质 |
| 1.2.2 稀土六硼化物一维纳米材料的合成方法 |
| 1.2.3 高压反应釜合成稀土六硼化物 |
| 1.2.4 拓扑绝缘体概述 |
| 1.2.6 聚焦离子束（FIB）技术制备纳米器件 |
| 1.3 本论文的研究目的和意义 |
| 1.4 本论文的研究内容和创新之处 |
| 第二章 NdB_6一维纳米材料的合成、表征和生长机理 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 NdB_6单晶纳米锥的合成与表征 |
| 2.2.1 样品的制备 |
| 2.2.2 样品的结构表征 |
| 2.2.3 纳米锥的生长机理探讨 |
| 2.3 NdB_6纳米带和纳米管的合成和表征 |
| 2.3.1 样品的制备和表征 |
| 2.3.2 NdB_6一维纳米材料的生长机理探讨 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 单晶La_xPr_(1-x)B_6纳米锥的合成、表征和生长机理 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 La_xPr_(1-x)B_6单晶纳米锥的合成与表征 |
| 3.2.1 样品的制备 |
| 3.2.2 样品的表征 |
| 3.3 纳米锥的生长机理探讨 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 拓扑绝缘体SmB_6纳米线的合成及输运性质 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.1.1 拓扑绝缘体简介 |
| 4.1.2 Sm B_6纳米材料的合成方法 |
| 4.2 SmB_6纳米线的制备和表征 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.2.2 样品的表征 |
| 4.3 单根SmB_6纳米线的电子输运性质 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 YbB_6纳米线的合成及输运性质 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 样品制备和表征 |
| 5.2.1 样品的制备 |
| 5.2.2 样品的表征 |
| 5.3 单根YbB_6纳米线的电子输运性质 |
| 5.4 YbB_6纳米材料的磁性研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 GdB_6纳米线的合成及表征 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 样品制备和表征 |
| 6.2.1 样品的制备 |
| 6.2.2 样品的表征 |
| 6.3 GdB_6纳米材料的磁性研究 |
| 6.4 GdB_6纳米材料的光吸收研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）高有序a-CNTs/TiO2纳米管阵列的制备及其场发射性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 场发射阴极材料的研究背景及现状 |
| 1.2 材料的概述 |
| 1.2.1 DLC薄膜的结构及场发射研究现状 |
| 1.2.2 TiO_2纳米材料的结构及分类 |
| 1.3 纳米复合薄膜的制备方法 |
| 1.3.1 薄膜制备的物理方法 |
| 1.3.2 薄膜沉积的化学方法 |
| 1.4 材料的表征 |
| 1.4.1 形貌的表征 |
| 1.4.2 材料的结构表征 |
| 1.5 场发射研究的现状及测试机理 |
| 1.5.1 场发射测试 |
| 1.5.2 场致电子发射材料的评价参数 |
| 1.5.3 场致电子发射理论 |
| 1.6 本文的选题依据和研究内容 |
| 1.6.1 选题依据 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第二章 TNTs阵列的制备及其场发射性能 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 样品制备与表征方法 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 样品制备过程 |
| 2.2.3 样品表征方法 |
| 2.3 TNTs阵列薄膜的SEM形貌 |
| 2.3.1 阳极氧化电压的影响 |
| 2.3.2 阳极氧化时间的影响 |
| 2.4 TNTs阵列薄膜的形成机理 |
| 2.5 TNTs阵列薄膜的场发射性能 |
| 2.5.1 阳极氧化电压对场发射性能的影响 |
| 2.5.2 阳极氧化时间对场发射性能的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章a-CNTs/TNTs阵列的制备及其场发射性能 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 样品制备及表征方法 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 样品制备过程 |
| 3.2.3 样品表征方法 |
| 3.3 a-CNTs/TNTs阵列薄膜的SEM形貌 |
| 3.3.1 沉积电压的影响 |
| 3.3.2 沉积时间的影响 |
| 3.4 a-CNTs/TNTs阵列薄膜的场发射性能 |
| 3.4.1 沉积电压对场发射性能的影响 |
| 3.4.2 沉积时间对场发射性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章a-CNTs/TNTs阵列的结构及场发射增强机理 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 样品的制备 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 样品制备过程 |
| 4.2.3 样品的表征方法 |
| 4.3 样品的表征 |
| 4.3.1 SEM表征 |
| 4.3.2 TEM表征 |
| 4.3.3 XRD表征 |
| 4.3.4 Raman表征 |
| 4.4 场发射增强机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录 |
（7）基于碳纳米管及其复合材料的场发射器件的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 论文摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 场发射理论 |
| 1.2.1 场发射理论 |
| 1.2.2 场发射参数 |
| 1.3 场发射材料 |
| 1.3.1 场发射阴极材料的基本要求 |
| 1.3.2 难熔金属 |
| 1.3.3 硅基材料 |
| 1.3.4 宽带隙半导体材料 |
| 1.3.5 碳基纳米材料 |
| 1.4 碳纳米管基场发射研究现状 |
| 1.4.1 碳纳米管薄膜制备工艺 |
| 1.4.2 碳纳米管薄膜场发射性能的改善措施 |
| 1.4.3 影响碳纳米管阴极场发射性能的因素 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 碳纳米管/二氧化钛纳米颗粒复合薄膜的制备及其场发射性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 制备碳纳米管/二氧化钛复合场发射阴极 |
| 2.2.1 丝网印刷法制备碳纳米管薄膜 |
| 2.2.2 利用溶胶凝胶法制备二氧化钛溶胶 |
| 2.2.3 用匀胶法制备碳纳米管/二氧化钛复合场发射阴极 |
| 2.3 二氧化钛溶胶反应时间对复合电极场发射性能的影响 |
| 2.4 二氧化钛沉积层数对复合电极场发射性能的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 不同气压下碳纳米管薄膜的场发射性能研究及其改善措施 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备CNT薄膜场发射阴极 |
| 3.3 空气氛围中,气压对碳纳米管薄膜场发射性能的影响 |
| 3.4 氮气和氩气气氛、不同气压下,碳纳米管薄膜的场发射性能 |
| 3.5 低真空下,二氧化钛修饰的碳纳米管薄膜的场发射性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 碳纳米管/石墨烯复合场发射电极的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制备碳纳米管/石墨烯复合电极 |
| 4.2.1 化学氧化还原法制备石墨烯 |
| 4.2.2 制备碳纳米管/石墨烯复合薄膜 |
| 4.3 复合电极中石墨烯含量对其场发射性能的影响 |
| 4.4 制备方法的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于碳纳米管薄膜的全柔性场发射器件的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 制备全碳柔性场发射器件 |
| 5.2.1 制备柔性PDMS衬底 |
| 5.2.2 制备柔性场发射阳极和阴极 |
| 5.3 不同弯曲方向对全柔性场发射器件性能的影响 |
| 5.4 不同弯曲程度对场发射性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论和展望 |
| 附录：攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（8）掺硼类金刚石涂层的制备及结合强度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 类金刚石薄膜简介 |
| 1.2.1 类金刚石薄膜发展史 |
| 1.2.2 类金刚石薄膜的结构及性质 |
| 1.2.3 类金刚石薄膜的应用 |
| 1.3 类金刚石薄膜制备方法 |
| 1.3.1 化学气相沉积法 |
| 1.3.2 物理气相沉积法 |
| 1.4 国内外类金刚石薄膜研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 射频磁控溅射制备无掺杂类金刚石涂层 |
| 2.1 射频磁控溅射原理与设备 |
| 2.2 基体材料的选取 |
| 2.3 制备工艺 |
| 2.3.1 基底制备及清洗 |
| 2.3.2 靶材选取 |
| 2.3.3 溅射工艺 |
| 2.4 类金刚石涂层的表征 |
| 2.4.1 金相显微分析 |
| 2.4.2 扫描电镜分析 |
| 2.4.3 能谱分析 |
| 2.4.4 拉曼光谱分析 |
| 2.4.5 划痕试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 闭合场非平衡磁控溅射制备类金刚石涂层 |
| 3.1 非平衡磁控溅射原理与设备 |
| 3.2 基体材料的选取及预处理 |
| 3.3 制备工艺 |
| 3.3.1 靶材清洗 |
| 3.3.2 过渡层制备 |
| 3.3.3 溅射参数设置 |
| 3.4 类金刚石涂层的表征 |
| 3.4.1 原子力显微分析 |
| 3.4.2 扫描电镜分析 |
| 3.4.3 拉曼光谱分析 |
| 3.4.4 X射线衍射分析 |
| 3.4.5 纳米压痕测试 |
| 3.4.6 划痕测试 |
| 3.4.7 摩擦磨损测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 闭合场非平衡磁控溅射制备掺硼类金刚石涂层 |
| 4.1 掺杂元素的作用 |
| 4.2 涂层制备 |
| 4.2.1 靶材清洗 |
| 4.2.2 过渡层制备 |
| 4.2.3 溅射参数设置 |
| 4.3 涂层的表征 |
| 4.3.1 原子力显微分析 |
| 4.3.2 扫描电镜分析 |
| 4.3.3 拉曼光谱分析 |
| 4.3.4 X射线衍射分析 |
| 4.3.5 纳米压痕测试 |
| 4.3.6 划痕测试 |
| 4.3.7 摩擦磨损测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）石墨烯纳米片及其复合物的制备和场发射性质研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 引言 |
| 1.1 石墨烯的研究现状 |
| 1.1.1 碳的同素异形体及石墨烯的发现 |
| 1.1.2 石墨烯的结构和性质 |
| 1.1.3 石墨烯的制备方法 |
| 1.1.4 石墨烯应用的研究进展 |
| 1.2 场发射基础理论 |
| 1.2.1 场致电子发射的基础理论 |
| 1.2.2 场发射阴极材料的研究进展 |
| 1.2.4 石墨烯/碳纳米片的场发射性质的研究进展 |
| 1.3 本论文的选题和研究内容 |
| 第二章 样品的制备与测试分析方法 |
| 2.1 样品的制备 |
| 2.1.1 催化剂和过渡层的制备 |
| 2.1.2 石墨烯纳米片及其复合物的制备 |
| 2.2 样品的表征方法 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜（SEM） |
| 2.2.2 透射电子显微镜（TEM） |
| 2.2.3 拉曼光谱 |
| 2.2.4 场发射性能测试 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 石墨烯纳米片及其复合物的制备和场发射性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 生长时间对石墨烯纳米片形貌及结构的影响 |
| 3.2.1 实验过程 |
| 3.2.2 结果和讨论 |
| 3.3 NI 催化剂厚度对石墨烯纳米片形貌及场发射性质影响 |
| 3.3.1 实验过程及参数 |
| 3.3.2 结果和讨论 |
| 3.3.3 本节小结 |
| 3.4 CO 催化剂厚度对石墨烯纳米片形貌及其场发射性质影响 |
| 3.4.1 实验参数 |
| 3.4.2 结果与分析 |
| 3.4.3 本节小结 |
| 3.5 TI 过渡层对碳纳米材料形貌及其场发射性质影响 |
| 3.5.1 实验参数 |
| 3.5.2 结果和讨论 |
| 3.5.3 本节小结 |
| 3.6 不同催化剂对碳纳米材料场发射性能的影响 |
| 第四章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）介电/金属核/壳纳米颗粒阵列的制备及其表面等离激元共振特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属表面上非局域表面等离极化激元(SPP)波 |
| 1.2 金属纳米颗粒的局域表面等离激元(LSP)共振 |
| 1.3 亚波长金属微结构中的Fano共振现象 |
| 1.4 金属表面等离激元在TiO_2光催化中的应用 |
| 1.5 论文的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 二维六角密堆积胶体晶体的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 二维六角密堆积胶体晶体的实验制备 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验过程 |
| 2.2.3 样品的表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 二维六角密堆金属纳米球壳阵列中腔模共振激发及其引起的透射共振现象 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二维六角密堆金属纳米球壳阵列的制备 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.2.3 结果与讨论 |
| 3.3 由金球壳构成的二维六角密堆阵列的透射性质 |
| 3.3.1 实验测量的结果 |
| 3.3.2 理论计算与实验结果的比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 二维六角非密堆金属纳米球壳阵列中的多个Fano共振现象 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的制备及光学表征 |
| 4.3 对称金球壳组成的非密堆积周期阵列的理论分析 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 实验和理论计算对比 |
| 4.4.2 金纳米球壳阵列中Fano共振的可调性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 超薄DLC薄膜包裹的银纳米颗粒在TiO_2光催化中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超薄DLC薄膜包裹Ag纳米颗粒增强TiO_2光催化 |
| 5.2.1 DLC薄膜包裹Ag纳米团簇增强TiO_2光催化原理 |
| 5.2.2 类金刚石(DLC)薄膜的特性 |
| 5.2.3 Ag/ta-C/TiO_2光催化剂样品的制备和光催化表征 |
| 5.3 理论模型参考 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全文总结 |
| 攻读博士学位期间完成的论文 |
| 致谢 |
四、氢化非晶碳膜的低阈值场发射（论文参考文献）
- [1]天线耦合的碳纳米管薄膜场效应晶体管太赫兹探测器[D]. 田志锋. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2019(03)
- [2]N掺杂管状石墨烯及其复合材料的可控制备、性能及机理研究[D]. 仇冠豪. 青岛科技大学, 2019(12)
- [3]超纳米金刚石膜的制备及Cu离子注入改进场发射性能研究[D]. 张一新. 太原理工大学, 2018(11)
- [4]聚焦离子束/电子束技术在三维纳米器件加工中的应用[D]. 郝婷婷. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2018(01)
- [5]稀土六硼化物RB6(R=Nd、La1-xPrx、Sm、Yb、Gd)一维纳米结构的制备及电子输运性质[D]. 韩伟. 华南理工大学, 2017(06)
- [6]高有序a-CNTs/TiO2纳米管阵列的制备及其场发射性能研究[D]. 张霞. 兰州理工大学, 2016(12)
- [7]基于碳纳米管及其复合材料的场发射器件的制备及其性能研究[D]. 徐进卓. 华东师范大学, 2015(10)
- [8]掺硼类金刚石涂层的制备及结合强度研究[D]. 梁志敏. 上海工程技术大学, 2015(11)
- [9]石墨烯纳米片及其复合物的制备和场发射性质研究[D]. 裴艳慧. 吉林大学, 2012(10)
- [10]介电/金属核/壳纳米颗粒阵列的制备及其表面等离激元共振特性研究[D]. 谌静. 南京大学, 2012(11)