金属膜场发射特性研究
金属膜场发射器是一种利用金属薄膜上的场致发射效应实现的电子发射器。由于其具
有发射效率高、稳定性好、可制备性高等优点，被广泛应用于各种电子器件中，如场发射
显示器、微波管、X射线管等。因此，对金属膜场发射特性的研究具有重要的科学意义和
应用价值。
金属膜场发射的机理是在金属表面形成的极化层中导致的。当金属表面被加上电场时，电子被电场加速而从金属表面飞出，这个过程称为场致发射，也叫Fowler-Nordheim(简称
F-N)效应。金属膜场发射器的电场是由金属膜上的表面电荷引起的，因此，金属膜的厚度、形状、结构、材料和制备工艺等因素会对金属膜场发射性能产生影响。
首先，金属膜的厚度对其场发射性能具有重要影响。随着金属膜厚度的增加，其场发
射电流密度逐渐增大。但当金属膜厚度增加到一定值后，场发射电流密度会降低。这是因
为厚度增大会导致金属膜表面电荷密度的减小，从而降低了电场强度，进而减小了场发射
的电流密度。
其次，金属膜的形状和结构也对场发射性能有显著影响。在微纳加工技术的发展下，
金属膜的形状和结构可以被精确控制。研究发现，不同形状和结构的金属膜场发射性能不同。例如，圆形金属膜的场发射性能比起方形金属膜或者其他异形金属膜更优越。此外，
空穴阵列、金膜针阵列等特殊结构的金属膜发射性能更稳定，具有更长的寿命。
再次，金属膜的材料对其场发射性能也具有明显影响。使用哪种金属材料作为发射层，其场发射性能就可能有所不同。例如，研究表明，Cu和Ag能够比Ni、Co、Fe等金属更快速地达到稳态场发射。这是因为Cu和Ag的原子序数较小，较低的原子序数会导致更快的
表面离子振动。
最后，要考虑金属膜的制备工艺对场发射性能的影响。制备工艺中的一些差异可能会
导致金属膜表面形态或者化学量子效应的不同，从而导致金属膜场发射性能的差异。例如，制备时的蒸发速率、基片温度、压力等因素都可能会对金属膜的场发射性能产生影响。
总之，金属膜场发射特性受到多种因素的影响。通过对这些影响因素的研究，可以更
好地了解金属膜场发射机理，并寻找出合适的制备工艺和优化金属膜形态等控制方法，以
进一步提高其性能和寿命。这对于金属膜场发射器在电子器件中的应用具有重要意义。
金属膜场发射特性研究 金属膜场发射器是一种利用金属薄膜上的场致发射效应实现的电子发射器。由于其具 有发射效率高、稳定性好、可制备性高等优点，被广泛应用于各种电子器件中，如场发射 显示器、微波管、X射线管等。因此，对金属膜场发射特性的研究具有重要的科学意义和 应用价值。 金属膜场发射的机理是在金属表面形成的极化层中导致的。当金属表面被加上电场时，电子被电场加速而从金属表面飞出，这个过程称为场致发射，也叫Fowler-Nordheim(简称 F-N)效应。金属膜场发射器的电场是由金属膜上的表面电荷引起的，因此，金属膜的厚度、形状、结构、材料和制备工艺等因素会对金属膜场发射性能产生影响。 首先，金属膜的厚度对其场发射性能具有重要影响。随着金属膜厚度的增加，其场发 射电流密度逐渐增大。但当金属膜厚度增加到一定值后，场发射电流密度会降低。这是因 为厚度增大会导致金属膜表面电荷密度的减小，从而降低了电场强度，进而减小了场发射 的电流密度。 其次，金属膜的形状和结构也对场发射性能有显著影响。在微纳加工技术的发展下， 金属膜的形状和结构可以被精确控制。研究发现，不同形状和结构的金属膜场发射性能不同。例如，圆形金属膜的场发射性能比起方形金属膜或者其他异形金属膜更优越。此外， 空穴阵列、金膜针阵列等特殊结构的金属膜发射性能更稳定，具有更长的寿命。 再次，金属膜的材料对其场发射性能也具有明显影响。使用哪种金属材料作为发射层，其场发射性能就可能有所不同。例如，研究表明，Cu和Ag能够比Ni、Co、Fe等金属更快速地达到稳态场发射。这是因为Cu和Ag的原子序数较小，较低的原子序数会导致更快的 表面离子振动。 最后，要考虑金属膜的制备工艺对场发射性能的影响。制备工艺中的一些差异可能会 导致金属膜表面形态或者化学量子效应的不同，从而导致金属膜场发射性能的差异。例如，制备时的蒸发速率、基片温度、压力等因素都可能会对金属膜的场发射性能产生影响。 总之，金属膜场发射特性受到多种因素的影响。通过对这些影响因素的研究，可以更 好地了解金属膜场发射机理，并寻找出合适的制备工艺和优化金属膜形态等控制方法，以 进一步提高其性能和寿命。这对于金属膜场发射器在电子器件中的应用具有重要意义。
金属膜场发射特性研究 引言 金属膜场发射是一种重要的场发射机制，广泛应用于显示器、微波设备、电子射线设 备等领域。金属膜场发射特性的研究对于优化材料和提高发射效率具有重要意义。本文将 重点探讨金属膜场发射的基本特性及影响因素，并对相关研究成果进行综述，以期为该领 域的研究提供有益的参考。 一、金属膜场发射的基本原理 金属膜场发射是一种利用金属膜表面电子的场发射现象。当金属膜表面施加高电场时，由于电子在金属中的自由度较高，部分电子能够逃逸出金属表面，形成电子云。这些逃逸 的电子在电场作用下被加速，最终从金属表面发射出来。金属膜场发射具有发射速度快、 发射电流密度大的特点，因此在电子器件中具有广泛的应用价值。 二、金属膜场发射特性的影响因素 1. 金属膜结构 金属膜的结构对其场发射特性有着重要的影响。金属膜的表面粗糙度、结晶度、晶粒 尺寸等参数都会影响电子的逃逸和发射过程。传统的金属膜一般采用真空蒸发或溅射工艺 制备，在这些工艺中，金属膜的结构往往比较复杂，导致其场发射特性难以精确控制。 2. 电场强度 电场强度是影响金属膜场发射的关键因素之一。较强的电场可以加速逃逸的电子，从 而增加发射电子的能量和速度。过强的电场也会导致金属膜表面过早的电子云形成和击穿 现象，从而影响发射效率和寿命。 3. 温度 金属膜的温度也会影响其场发射特性。一般来说，在较高温度下，金属膜表面电子能 量会增加，从而提高场发射电流密度。过高的温度会造成金属膜的烧结和氧化，导致发射 性能的下降。 4. 材料选择 不同的金属材料对于场发射特性也会有所影响。一般来说，对于场发射电子器件，选 择的金属材料要求具有较高的导电性和化学稳定性。金属材料的功函数和逸出功也会直接 影响其场发射电子的能量和速度。 5. 衬底材料
光学涂层材料的光学性能研究 光学涂层是指应用于光学元件表面的一层涂层，主要用于改善光学元件的光学性能，例如提高透射率、反射率、降低散射等。随着科学技术的不断发展，光学涂层的应用范围越来越广泛。本文将从光学涂层材料的基本原理、光学性能及其研究等方面进行讨论。 光学涂层材料基本原理 光学涂层材料可以分为金属膜和非金属膜两种。金属膜主要是利用金属的光学性质，进行反射和透射的控制；而非金属膜则是利用多种薄膜在光学上的干涉现象来达到控制光的传播的目的。 其中，非金属膜的涂层材料中，最重要的是氧化物膜，其主要应用于太阳能电池板和光学镜片等领域。非金属膜的涂层有机原料也较为常见，例如聚合物膜和有机染料涂层等。 光学涂层材料的光学性能 光学涂层材料的光学性能主要包括透射率、反射率、散射等方面。 透射率是指在透过光学元件时，有多少能量可以透射过去。反射率则是指光线被光学元件反射回来的能量比例。散射是指在物体表面上发生的光线散射现象。
在实际应用中，不同的光学涂层材料的透射率和反射率等性能 会因其结构及成分不同而有所差异。因此，在设计光学涂层时， 需要根据具体应用场合，选择不同的材料，利用其独特的光学性 能来达到所需要的效果。 光学涂层材料的研究 为了改善光学元件的光学性能，并解决实际应用中的问题，需 要进行光学涂层材料的研究。 在光学涂层材料的研究中，需要对涂层的光学性能进行测试， 从而评估其实际效果。目前，常用的测试方法有光谱测量、光转 换测量和显微镜观察等。 其中，光谱测量是一种常用的测试方法，其原理是利用入射光 与样品相互作用的结果，分析反射光或透射光的光谱以得出样品 的光学性质。光谱测量可以精确地测量光学涂层材料的透射率、 反射率等性能参数，以及光学涂层材料在不同波长下的光学性能。 除此之外，光转换测量也是一种常用的测试方法，其原理是利 用光在物质中传输和转换的特性，研究样品的吸收、发射、荧光 等特性，并用于光学涂层材料的光学性能测试和研究。 结论 光学涂层材料是光学元件重要的组成部分，其应用广泛。在设 计应用光学涂层时，需要根据实际应用场合选择不同的光学涂层
单个纳米线场发射性能研究 随着科技的不断进步，人们对材料的研究已经从常规的宏观材料转移到了微观尺度下的纳米材料。纳米材料以其独特的物理性质，在科学界引起了越来越多的关注。其中，纳米线作为一种典型的一维纳米材料，在电子学、光电子学以及生物学等领域都有着广泛的应用前景。在这些应用领域中，纳米线场发射技术又是一个非常重要的研究方向，它被广泛应用于射线源、真空微电子学和场致发光等领域。本文将重点研究单个纳米线场发射性能的相关研究进展。 单个纳米线场发射历史 纳米线场发射技术的历史可以追溯到1901年，当时美国科学家 J. J. Thomson 发现了特定材料的尖端可以发射出电子，并可以应用于射线源。随着实验技术的不断进步，Dawson 与 Pethica 在1980年代提出了氧化物阴极（WO3）纳米线场发射理论，并通过实验验证了这一效应。随着纳米学科的发展，纳米材料也被广泛地应用于场发射技术中，而单个纳米线场发射的研究也就此开始。 纳米线的制备和性能研究 纳米线根据其制备方法可以分为两类：自组装法和生长法。自组装法包括化学沉淀法、水热合成法和溶胶凝胶法等。其中溶胶凝胶法可以制备出具有高纯度和单晶性的SiO2、TiO2和ZnO等单晶纳米线，其直径可以控制在几纳米至几十纳米之间。生长法包括气相沉积法、液相沉积法和物理化学气相沉积法（PACVD）等。气相沉积法可以制备出具有高晶质度的单晶纳米线，缺点是需要高温高压条件，成本较高。 纳米线场发射性能研究 纳米线场发射的性能与纳米线直径、长度、形状、晶格结构等因素有关。在不同条件下，纳米线的场发射性能存在巨大的差异。为了保证实验结果的准确性，很
真空物理学中的真空技术和设备研究真空技术是真空物理学中的核心领域之一，它涉及到实现高度真空 的过程和相应的设备研究。真空技术在众多学科领域中具有广泛的应用，如材料科学、化学、电子工程等。本文将探讨真空物理学中的真 空技术和设备的研究。 一、真空技术的定义和分类 真空技术是指将容器内气体压强降低到一定范围内的技术。根据压 强的不同，真空技术可分为几个范围：高真空（10^-6 ~ 10^-7 Pa）、 超高真空（10^-7 ~ 10^-12 Pa）和极高真空（低于10^-12 Pa）。在真空 技术中，最高真空度是评价设备和技术性能的重要指标。 真空技术主要包括抽气、密封和检漏三个方面。其中，抽气是将容 器内的气体抽出以降低压强的过程；密封是指将真空容器与外界环境 隔绝，防止气体再次进入容器；检漏是为了确认真空容器的密封性能，以保证容器内真空度的稳定性。 二、真空技术的应用领域 1. 材料科学 真空技术在材料科学中有重要应用，例如薄膜沉积和材料表面处理。薄膜沉积是通过真空蒸发、溅射等方法将材料凝结在基底表面，用于 制备光学薄膜、金属膜等。表面处理是通过真空条件下的物理或化学 方法对材料表面进行清洁、活化或改性，以改善其性能。
2. 电子工程 真空技术在电子工程中应用广泛，例如真空电子器件的制备与研究。真空电子器件是指在真空条件下工作的电子元件，如电子管、冷阴极 场发射器。真空电子器件的制备需要在高真空条件下进行，以减少气 体对器件性能的影响。 3. 天文学 在天文学中，真空技术被用于制造和维护望远镜。望远镜必须在真 空环境中工作，以避免大气层对光的散射和吸收。同时，望远镜需要 保持高真空度以降低背景噪声，并确保观测的准确性和精度。 三、真空技术的设备研究 1. 真空泵 真空泵是实现真空状态的核心设备之一。根据工作原理和结构不同，真空泵可分为机械泵、扩散泵、分子泵等类型。机械泵通过旋转叶片 产生气体的连续抽出，扩散泵则通过气体的扩散来降低压强，而分子 泵则利用分子的高速击中来实现抽气。 2. 压强测量仪器 压强测量仪器用于测量真空容器内的压强。常用的压强测量技术有 热导法、栅极离子化法、热发射电子法等。这些测量仪器能够实时准 确地监测真空容器的压强变化，为真空技术的控制和调节提供重要依据。
多层金属膜磁各向异性的理论研究 标题1：多层金属膜磁各向异性的基础理论概念 多层金属膜磁各向异性是指在多层膜金属中，各层之间磁性的方向不同。这种差异导致了在不同方向上的磁性特性也具有差异性。在这个主题中，我们将主要研究与这种磁性有关的基本理论概念。 首先，多层膜金属的生长是通过物理气相沉积和化学气相沉积两种主要技术来实现的。物理气相沉积是在真空中进行的，而化学气相沉积涉及到化学反应。这些方法均能够得到高质量的多层膜金属。 其次，各种物理因素，如温度、压力、磁场和气体化学成分，都可以影响多层膜金属的磁性。在一些情况下，改变这些条件，可以使多层膜金属的磁性发生可逆的转变。这种转变可以产生特殊的磁性特性，例如磁各向异性。 最后，多层膜金属的磁各向异性受到其内部结构的影响，主要包括晶粒尺寸、层和界面的结构和成分。在这些方面进行微观结构的设计和优化是实现多层膜金属的磁各向异性的关键。同时，还可以通过控制电阻变化，实现多层膜金属在磁触媒、传感器等领域的应用。 在本研究中，我们将主要关注多层膜金属磁各向异性的基础概念和理论，并通过对材料结构和磁性质的表征，阐明多层膜金属磁各向异性的实现机制。
标题2：多层金属膜磁各向异性的实验方法研究 多层膜金属的磁各向异性不仅在理论上有着广泛的研究，也在实践中有着实际的应用。本研究将主要关注多层膜金属磁各向异性的实验方法，以及这些方法的应用。 首先，多层膜金属的X射线衍射试验是一种常用的实验方法，可以通过它来确定多层膜金属的晶体结构、晶粒尺寸等方面的信息。接着，通过磁性测试仪可以精确测量多层膜金属的饱和磁化强度，矫顽力，剩磁强度以及磁各向异性系数等各种相关的磁学参数。 其次，多层膜金属的显微镜观察和扫描电镜分析可以直观地观察其表面和纹理的形态，这些信息与多层膜金属的磁各向异性和磁学性质密切相关。X射线光电子能谱和透射电子显微镜等实验方法可以确定在多层膜金属中的成分元素以及它们的空间分布。 最后，本研究将通过模拟计算和实验数据的对比来探究多层膜金属磁各向异性的物理机制和调控策略，旨在为多层膜金属磁各向异性的实现提供更全面的实验基础。 标题3：不同结构多层金属膜磁各向异性的对比分析 在多层膜金属磁各向异性的研究中，不同的层和界面结构可能会导致不同的磁各向异性特性。本研究将会分别制备和测试不同的多层金属膜，并对所得到的数据进行分析和对比。
硬质合金钻具表面制备W-DLC薄膜性能研究 詹华;李振东;沙笛;汪瑞军 【摘要】利用物理气相沉积(PVD)技术在硬质合金钻具表面制备了掺钨类金刚石薄膜(W-DLC),对薄膜的微观结构、形貌以及硬度、弹性模量和膜层附着性等力学性能进行了测试及分析,并在钛、铝为夹层材料的复合纤维增强层叠板上进行了批量钻孔应用验证.结果表明,在硬质合金钻具上所制备的W-DLC薄膜膜层的结构均匀致密,表面较光滑,膜层中含有较多的sp3键,其硬度和弹性模量较高,同时膜层的附着性可以达到HF1级.批生产应用表明,在进口返磨钻具表面制备的W-DLC薄膜的使用寿命获得了极大的提高. 【期刊名称】《新技术新工艺》 【年(卷),期】2015(000)006 【总页数】3页(P122-124) 【关键词】硬质合金;钻具;掺钨类金刚石膜 【作者】詹华;李振东;沙笛;汪瑞军 【作者单位】中国农机院表面工程技术研究所,北京100083;北京金轮坤天特种机械有限公司,北京100083;中国农机院表面工程技术研究所,北京100083;北京金轮坤天特种机械有限公司,北京100083;中国农机院表面工程技术研究所,北京100083;北京金轮坤天特种机械有限公司,北京100083;中国农机院表面工程技术研究所,北京100083;北京金轮坤天特种机械有限公司,北京100083 【正文语种】中文
【中图分类】TG174.444;TG713.1 在先进机械结构件制造中，采用钛、铝或其他金属为夹层材料的新型复合纤维增强层叠板材料(CFRP)得到广泛应用，但碳纤维材料和金属材料间极大的力学性能差别，导致对其紧固孔的钻孔进行加工时，采用传统的硬质合金钻具会出现加工面飞边、夹层材料分层和CFRP毛刺等加工质量问题，更为严重的是钻具寿命太低，大大增加了生产成本。 针对上述问题，先进工业国家采用表面工程技术在硬质合金钻具表面制备类金刚石(Diamond-Like Carbon Films，DLC)薄膜取得了良好的应用效果。DLC的性能 与它含有大量sp3键亚稳态非晶碳的特殊结构相关，其在不同基体表面具有硬度高、摩擦因数低、耐磨性好和化学稳定性强等性能[1-4]，特别适合在加工工具上 应用。 文中采用多功能离子镀系统，用物理气相沉积(PVD)技术在φ5.5 mm的硬质合金(牌号为K30)钻具上，制备2～3 μm厚度的钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜，研究 了薄膜特性并开展了批量应用验证，获得了良好的应用效果。 1.1 样品制备 在以99.95%的高纯CH4为碳源，99.99%的高纯氩气和氮气为工作气体的多功能离子镀膜系统中制备W-DLC薄膜。该系统配备有一组电弧靶，装有直径为100 mm的圆形Cr靶，纯度为99.8%，有2个非平衡磁控溅射柱状靶，分别装99.5%的Cr靶和W靶。 制备前，先采用380目的白刚玉对基体表面进行湿喷砂处理，工作压力为0.3 MPa；随后采用浓度为5%的水基清洗剂超声波清洗除油，再用去离子水漂净；最后用压缩空气吹干水分，并放入120 ℃的烘箱内备用。 制备膜层时，首先将样品装卡在工装上，放入真空室，抽真空至<5 Pa时，开起 分子泵，同时开起加热器，将真空室温度加热到300 ℃，当本底真空达到2×10-
金属膜场发射特性研究 近年来，金属膜场发射技术(Metal-insulator-metal Field Emission，简称MIMEF) 在消费型电子元器件领域已经受到了广泛的关注。MIMEF是一种凭借金属-绝缘体-金属三 层结构的电子场发射技术，它利用金属电极上的网络结构提高场发射的性能，并具备易于 生产、平衡场发射等优点，可为广大消费型电子元器件服务。本文结合MIMEF结构特性， 着重介绍其场发射特性的研究。 首先，在介绍MIMEF场发射特性之前，需要对MIMEF结构本身有一个清晰的认识。MIMEF结构由金属片、绝缘膜和金属电极三部分组成。其中，金属片作为发射源，其两面 均覆盖电极，电位场的集中激发使电子进行跃迁，产生场发射电流。绝缘膜分布在金属片 和电极中间，不仅可以控制金属片和电极表面的接触位置，而且可以有效防止外界电场的 隔离和反转，阻止电子扩散。金属电极的网络结构可以进一步促使电子进行场发射。 MIMEF结构具有高度活性、易于制备等优点，并可以有效地发射电流，因此MIMEF场 发射特性成为许多研究尝试的重点。一般来说，MIMEF场发射特性可以归结为三个方面： 发射电流密度、场发射动力学性质和发射稳定性。首先，发射电流密度取决于材料加工技 术（例如尖锐度、厚度）和外部电场。其次，场发射过程受限于电子激发能通过表面金属 片逃逸的过程，依赖于材料发射性能，以及金属片表面电态等因素。最后，发射稳定性受 多种因素的影响，将电位分布作为研究重中之重，估算限定发射特性的影响，同时指出需 要加大研究力度。 综上所述，MIMEF在消费型电子元器件中的应用已经不乏主流精英的踪迹。因此，本 文归结MIMEF场发射特性，展示研究方向和重点，以期指导下一代消费类电子器件的发展，提高其在消费型电子元器件领域的应用。
场发射显示器阴极材料的发展 20世纪以来,电子显示技术的进步使信息显示发生了革命性的飞跃。目前,电子显示技术在工业、航空航天、军事、卫星遥感、教育教学、娱乐、医疗及交通运输等领域都发挥着重要的作用,显示技术及相关产业的产品占据着信息产业总产值的45%左右。 阴极射线管(CRT)是德国物理学家布劳恩(Kari Ferdinand Braun)发明的,1897年被用于一台示波器中首次与世人见面。但CRT得到广泛应用却是在20世纪30年代电视机出现以后,从此CRT开始统治显示器市场。由于CRT显示器技术成熟,显示品质好,有完整的工业生产体系,生产成本低,且价格便宜,所以一直占据着大量的市场份额。进入21世纪以来,由于数字技术、计算机技术和微电子技术的发展,显示器件技术和产业进入了一个全面转型的阶段,液晶显示器(LCD)和等离子体显示器(PDP)等平板显示器(flat panel display,FPD)技术突飞猛进,逐渐成为市场的主流。FPD凭借重量轻、平板化、大屏幕等优势,正在逐步取代CRT显示器。目前,FPD已经成为高清数字电视、计算机和3G 通信终端显示的关键器件,其市场规模巨大,是信息产业发展潜力中最大的经济增长点之一。目前,市场上的FPD技术各具特色和优势,但作为主流显示器的LCD和PDP也存在着一些固有缺陷,于是FED被公认为有可能成为下一代显示器件的主流,本文介绍了FED的工作原理,并详细论述了FED阴极材料的发展。 1 场发射显示器的工作原理 FED的设计思想源自CRT的平板化,它与CRT的最大区别是电子发射与扫描方式。CRT的基本原理是把由电子枪产生的电子束汇聚在荧光屏上,利用偏转线圈的磁场使电子束在荧光屏上扫描来进行图像显示。电子束偏转是导致CRT体积庞大的主要原因。FED的基本原理是利用直流电源在两块互相平行的平板电极之间形成直流电场,在电
金属膜光学性质的理论模拟和实验测量研究 金属膜是一种广泛应用于光电子学领域的薄膜材料，其特殊的光学性质在光电 学传感、光电器件、信息存储等领域都有广泛应用，因此对金属膜光学性质的理论模拟和实验测量研究一直备受关注。本文将从金属膜的构造、光学基本理论及其特殊的光学性质等方面入手，通过对已有的研究成果进行归纳总结，探讨当前金属膜光学性质研究的现状和未来发展方向。 1.金属膜的构造及光学基本理论 金属膜的构造决定了其独特的光学性质。一般来说，金属膜是由一层或多层金 属纳米颗粒覆盖在基底上，或由金属薄膜和光纤等组合而成。在这种结构下，光波在金属膜表面上产生了多次反射和衍射，从而形成了复杂的光学现象。 金属膜的光学基本理论主要是基于麦克斯韦方程组和洛伦兹模型来研究。理论上，金属膜对光的吸收、反射和透射性能是与其电磁性能相关的。金属膜中存在自由电子，在光的作用下会形成电荷密度振荡，并引起相应的电磁波辐射。此外，金属膜表面上存在着电子云和电荷弱化层等特殊结构，它们对光的作用也会产生影响。利用这些基本理论，可以预测金属膜的光学性质及其特殊现象。 2.金属膜的光学性质及其特殊现象 与普通材料相比，金属膜具有明显的光学特性。最明显的一点是其表面电子云 的导致的局域表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)效应。金属膜的 吸收光谱中，会出现一个凸起峰，其位置与膜的厚度、金属种类以及金属纳米颗粒的分布等参数密切相关。通过控制这些参数，可以调节SPR效应的位置和强度。 因此，SPR效应被广泛应用于热红外光谱、生物传感等领域。 此外，金属膜还表现出表面等离子体局域化效应和折射率变化等特殊现象。表 面等离子体局域化效应是指金属膜表面上的粒子或结构，形成类似于原子核的结构，使得电荷在其表面上局域，从而在该区域内出现强烈的电场和光学信号。这种效应
实验08 电路元件伏安特性地研究 电学元件是构成电路地基本要素，而其伏安特性又是电学性质中地重中之重，因此对其物理性质地研究是电学中最基本也是最重要地部分之一.通常以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件地电压～电流关系曲线，叫做该元件地伏安特性曲线.如果元件地伏安特性曲线是一条直线，说明通过元件地电流与元件两端地电压成正比，则称该元件为线性元件（例如碳膜电阻、金属膜电阻等）；如果元件地伏安特性曲线不是直线，则称其为非线性元件（例如晶体二极管、三极管）.本实验是通过测试电学元件地伏安特性曲线，初步了解电学元件地结构及原理、熟悉其基本性能和掌握其正确地使用方法. 【实验目地】 1、学会识别部分常用电学元件地方法. 2、掌握线性电阻、非线性电学元件伏安特性地测试法. 3、通过测定电学元件上电压与电流地关系，验证部分电路欧姆定律. 4、熟悉误差分析地基本方法. 【实验仪器】 TKVA-1型线性与非线性元件V-A 特性实验仪，包括直流稳压电源（0-12 V ）、元件箱、直流数字电压表、直流数字毫安表和图视仪等.【实验原理】 在温度一定地情况下，当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件地电阻.若元件两端地电压与通过它地电流不成正比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件.一般金属导体电阻是线性电阻，它与外加电压地大小和方向无关，其伏安特性曲线是一条直线.电阻是导体材料地重要特性，在电学实验中经常要对电阻进行测量.测量电阻地方法有多种，伏安法是常用地基本方法之一.所谓伏安法，就是运用欧姆定律，测出电阻两端地电压V 和其上通过地电流I ，根据 I V R （8-1） 即可求得阻值R.也可运用作图法，作出伏安特性曲线，从曲线上求得电阻地阻值.对有些电阻，其伏安特性曲线为直线，称为线性电阻，如常用地碳膜电阻、线绕电阻、金属膜电阻等.另外，有些元件，伏安特性曲线为曲线，称为非线性电阻元件，如灯泡、晶体二极管、稳压管、热敏电阻等.非线性电阻元件地阻值是不确定地，只有通过作图法才能反映它地特性.
碳纳米管场发射器件放气特性分析及其对场发射性能的影响崔云康;狄云松;陈静;唐春红 【摘要】To study the mechanism of current degradation of a cold cathode,the ougassing analysis of a field emission diode with screen-printed carbon nanotubes(CNTs) cathode has been taken with a quadrupole mass spectrometer(QMS) in an ultra-high vacuum (UHV) system.It was found that H2,CO2 and CO were outgassed from the diode during the working process.The partial pressure of outgassing increases with the increased emission current density.The field emission properties of the cold cathode,such as turn-on field,threshold field and the emission current density,were largely related to the pressure of the outgases.After the CNTs cathode had 1.5 hour field emission operation at 2.1×10-3 Pa total pressure,the turn-on field and threshold field increased 29.4％ and 50.0％ respectively compared with their original values.Due to the outgassing,the work function of CNTs cold cathode increased,while the field enhancement factor decreased.Increasing the work function and reducing the field enhancement factor decrease the field emission characteristics of the cathode.Therefore,the outgassing plays very important role in the current degradation for the field emission devices.%为了研究场发射冷阴极电流跌落机制,采用四极质谱仪实时分析的方法研究了碳纳米管阴极场发射器件的放气特性及工作状态下器件内残余气体对阴极场发射性能的影响.结果表明:碳纳米管阴极场发射器件工作时,放出气体的主要成份是 H2,CO2,CO;随着阴极发射电流密度的增加,气体成份的分压也随着增加.碳纳米管
实验报告
实验报告 专业***** 班级******** 姓名**** 学号****** 实验课程电阻元件特性的 研究 指导教师实验日期 2017.6. 8 同实验者 实验项目测试线性和非线性元件的 V-A特性 实验设备及器材1． 0~20V可调直流稳压电源（带限流保护）。 2．量程可变标准数字电流表（200µA、2mA、20mA、200mA四档，三位半数字显示，精度0.5%）；三位半数显直流电压表（可变量程2V、20V，精度0.5%）。 3．被测元件（金属膜电阻、二极管、稳压管、12V小灯泡）及8根连线。 一、实验目的 测试线性和非线性元件的V-A特性。 1．金属膜电阻的V-A特性。 2．二极管的正向和反向V-A特性。 3．稳压管的正向和反向V-A特性。 4．小灯泡的V-A特性。 二、实验原理 把直流电压加到某个电阻性元件上，随着电压V的增加，电流I也增加，电压U 和电流I的比值不一定是一个常数。当U和I成正比，二者之比为常数时，该元件被称为线性电阻元件，而当两者的比值不是一个常数时，则这种元件被称为非线性电阻元件。把电压U和电流I的对应关系作图，得到的曲线称为该元件的伏安特性曲线。曲线上某点的坐标值，电压和电流两者之比是一个电阻量，这个电阻称为等效电阻或静态电阻。这种通过测量电压和电流测出电阻量的方法称为伏安法。 测量V-A特性的电路如图1、图2所示。 图中E为可调直流稳压电源，R为限流电阻，RL为被测元件，○V为三位半数显直流电压表，○A为三位半数显直流电流表。测量时，当电压表或电流表显示1或－1时，表示已超过量程范围，必须扩大量程。图1称为电流表内接，图2称为电流表外接。由于同时测量电压和电流，无论哪种电路都会产生接入误差，现分析如下： 1．电流表内接
场发射扫描电镜的样品制备和操作步骤 场发射扫描电镜（Field Emission Scanning Electron Microscopy）是一种高分辨 率的电子显微镜技术，可用于观察和分析各种材料的表面形貌和微观结构。为了获得清晰的显微图像，样品制备和操作步骤非常重要。 一、样品制备 1. 样品的选择：场发射扫描电镜适用于不同种类的材料，如金属、陶瓷、聚合 物等。选择合适的样品很关键，它应具备研究对象的特性，并且能够承受电子束的辐照。 2. 样品的固定：为了保持样品的形状和结构不变，通常需要将其进行固定。对 于固态材料，可以使用金属夹片或导电胶进行固定。对于液态材料，可以将其冷冻或凝胶化，以保持其形状。 3. 样品的切割和打磨：有时候，需要将样品切割成适当的尺寸，以便放入样品 架中。这可以通过使用金刚石切割机、电解或机械研磨仪器等设备来完成。 4. 样品的真空处理：在将样品放入场发射扫描电镜前，通常需要将其进行真空 处理。这可以通过将样品放入真空干燥器中、在低压下进行加热或冷冻干燥来完成。真空处理有助于去除空气中的水分和气体，以减小背景干扰。 二、操作步骤 1. 打开电镜系统：在开始操作前，需要将场发射扫描电镜系统打开并进行预热。预热时间通常需要几十分钟，以保证系统内部达到稳定的工作温度。 2. 放置样品：将样品放置在样品架上，并确保其良好接触。对于粉末状样品， 可以使用导电胶将其固定在样品支架上。对于固态样品，可以使用金属夹片固定在样品架上。
3. 调整显微镜参数：通过调整电子束能量、聚焦、工作距离等参数，来优化扫描电子显微镜的成像质量。这些参数的选择取决于样品的特性和所需的分辨率。 4. 开始观察：一切准备就绪后，可以开始观察样品。通过控制电子束的扫描和探测系统，可以获得样品的表面形貌和微观结构的信息。在观察过程中，要注意避免样品表面的污染和损坏。 5. 数据分析：场发射扫描电镜获得的图像可以进一步进行数据分析。可以通过对图像进行增强、测量尺寸和形状、进行结构分析等手段，来得到更详细的样品信息。 总结： 场发射扫描电镜的样品制备和操作步骤决定了获得高质量图像的能力。正确的样品制备过程可以提供清晰的表面形貌和微观结构信息，而精确的操作步骤可以优化电镜成像效果。在进行场发射扫描电镜实验前，研究人员需要充分了解样品的特性和所需的分辨率，并且严格按照操作步骤进行操作，以确保实验结果的准确性和可靠性。通过场发射扫描电镜技术，我们可以更深入地探索材料的微观世界，为科学研究和工业应用提供有力支持。
表面处理对ＦＥＤ薄膜型金属电极性能的影响 Influence of Surface Treatment on FED Metal-film Electrodes Properties XU Hua-an，ZHANG Yong-ai，GUO Tai-liang (Institute of Photoelectronic Display Technology，College of Physics and Information Engineering，Fuzhou University，Fuzhou Fujian *****，China) Abstract: In this paper the combination of ultrasonic cleaning and UV cleaning technology was applied to surface treatment of metal-film electrode in allusion to the properties of film adhension between metal-film and glass substrate. Essential mechanism of ultrasonic cleaning and UV cleaning technology was analysed. Different time and frequency of ultrasonic cleaning and UV cleaning effects on properties of metal-film electrode were discussed by dint of green light system and video microscope. The properties of metal-film electrode treated with surface cleaning were tested by field emission system. It shows that FED metal-film electrode surface is clean, without atomy and organic menstruum, metal films are firm and the propertied of field emission is steady with ultrasonic cleaning at 32kHz/10min and UV cleaning for 5 minutes. Keywords:FED；metal-film electrode；ultrasonic cleaning；UV cleaning 前言 场致发射显示器(FED)是近年发展起来的一种新型显示器，兼备LCD和CRT两者的主要优点，已成为真空光电子领域的一个热点，它是利用金属阴极发射电子轰击阳极荧光粉而发光的显示器件[1,2]。
沈阳工业大学 毕业实习报告题目：ZnO透明薄膜结构与特性研究 班级： ________________ 学号：_________________ 姓名：__________________ 沈阳工业大学应用物理系制
2012年10月 ZnO透明薄膜结构与特性研究 摘要：ZnC是一种适用于在室温或更高温度下应用的短波长发光材料，在光电子器件领域有着广阔的应用前景。 本论文利用溶胶一凝胶法制备透明ZnO导电薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM^HX射线衍射(XRD)测试，结果表明 薄膜具有明显择优取向生长，分光光度计测试的370nm以下的紫外光全部吸收，而在可见光透过率高达85%。 通过在胶中制备A13+掺杂的ZnO薄膜并进行光电特性方面的研究。发现有如下结果:(1) ZAO薄膜仍保持着ZnC六角纤锌矿结构；(2)ZAO的光致发光峰较ZnC发生蓝移;(3)ZAO的拉曼光谱随A13+的掺杂浓度不同发生改变；(4)A1 3+的引入,薄膜的导电性能提高，在Af+掺杂浓度为1%并在700度退火处理时，电导率可达1.3x1O3S/cm。 关键词：ZnO 光电材料透明薄膜溶胶-凝胶法Al 3+掺杂光学性能六角纤锌矿电导率 第一章引言 1.1 ZnO的基本特性及应用 ZnO作为一种多功能的n —vl族直接宽禁带化合物半导体材料，多年来一直受到研究者的青睐，主要原因是由于ZnO材料的光电、压敏、气敏等特性以及它的无毒性，低成本等原因。含过量Zn的ZnO: Zn很早就被作为一种场发射材料来研究，用于场发射低压平板显示ZnO纳米粒子比表面大，表面有很多氧空位和悬键，其表面吸收和光催化活性强，可用作光催化材料，由于ZnO在可见光区几乎没有吸收，Al、Ga等元素 掺杂的ZnO薄膜是一种优良的透明导电材料，可用做太阳能电池、发光及显示器件的电极。过渡金属元素Fe、Co、Ni、M n等掺杂的ZnO薄膜是一种半导体磁性材料，可用于制作磁光器件。随着ZnO光泵浦紫外受激辐射的发现和p型掺杂的获得” ZnO作为一种新型的光电材料，在紫外探测器、发光二极管(LEDs)、激光二极管(LDs) 等领域显示出巨大的应用潜力。 溶胶一凝胶法是制备材料的低温湿化学合 成法。它具有制品纯度及均匀度高，烧成温度 低，反应易于控制、材料成分可任意调整、成形性好等诸优点。并且它不需要复杂的真空设备，对衬底的选择也不苛刻，可以在很多常见的衬底上均 匀而且大面积的成膜。在制备超导材料、功能陶瓷材料、非线性光学材料、催化剂及酶载体的合成、多孔玻璃材料、材料的表面镀膜处理等方面有广泛的应用。 1.2 ZAO薄膜的国内外研究进展 在90年代以前，ZnO作为阴极射线荧光粉一直得到人们的广泛研究，自1991年开始，ZnO荧光粉在平板显示器中日益受到人们的重视。直到1996年，随着第一篇关于ZnO微晶结构薄膜在室温下光泵浦紫外受激发射论文的发表［1-3］，到 1997年，日本和香港的科学家在室温下就实现了光泵浦ZnO薄膜紫外光激发［4］，引起科学界的不小震动。这种材料开始重新引起人们的注意，并迅速成为半导体激光器件研究的国际新热点［5］。1997年5月“Scienee”第276卷对此作了专门报道，称之为A great work，近三年来，除日本和香港科技大学合作研究外⑹。美国西北大学也于1998 年在国家基金的资助下重点开展了这个项目，怀
Ba2Gd(BO3)2Cl:Re(Re=Tb3+,Eu3+,Dy3+,Tm3+,Sm3+)的发光特性和 能量传递研究 稀土离子掺杂的发光材料在等离子平板显示（PDPs）、无汞荧光灯以及白光LED领域都有着非常重要的应用。本文所研究的Ba2Gd(BO3)2Cl：Re(Re=Tb3+,Eu3+,Dy3+,Tm3+,Sm3+)以及Tm3+,Dy3+共掺的Ba2Gd(BO3)2Cl样品在真空紫外/紫外激发下和阴极射线激发下均具有良好的发光性能。证明该体系在PDPs、无汞荧光灯、W-LEDs以及FEDs领域有着潜在的应用价值。 在Tm3+,Dy3+共掺的Ba2Gd(BO3)2Cl样品中，直接激发Tm3+从它的6F6能级跃迁至1D2能级，Tm3+的1D2-3F4发射强度与衰减时间随Dy3+离子掺杂浓度增加而减弱。由此直接证明体系中有Tm3+向Dy3+的能量传递。此外，Ba2Gd(BO3)2Cl: Tm3+,Dy3+荧光粉能有效的被358nm的紫外光激发，通过掺杂不同浓度Dy3+离子其颜色可在蓝光至黄光范围内调节。当1%Tm3 +和5%Dy3 +共掺杂时，Ba2Gd(BO3)2Cl: 0.01Tm3+, 0.05Dy3+的色坐标值为(0.352, 0.328)，与标准白光的(0.33, 0.33)接近，其相对色温为4589 K也满足在W-LEDs 领域对荧光粉色温小于5000K的要求。这就表明Ba2Gd(BO3)2Cl: 0.01Tm3+, 0.05Dy3+作为白光发光材料在近紫外激发下的W-LEDs领域有着潜在的应用价值。 1.1引言 在过去的几十年里，稀土离子掺杂的发光材料已在显示、照明领域内被广泛研究，如等离子平板显示器(PDPs)，无汞荧光灯，白色发光二极管（W-LEDs），场发射显示器（FEDs）等[1-5]。白光发光二极管(W-LEDs)，作为新一代照明器件，在可靠性、节能、环保和安全方面更为优异，从而获得了广泛的关注[6,7]。由蓝光LED芯片与YAG:Ce3+黄光荧光粉组合制作的高流明效率的白光LED是目前市面上白光LED产品的主流[8-11]。但是这种组合形式得到的白光由于发射光谱中缺少红光成分导致显色指数偏低，虽然可以通过在YAG: Ce3+荧光粉中引入红色发光中心丰富红光成分来改善这个问题[12-15]，但是这种组合方式还有一个重大的问题就是合成白光的蓝光成分来自于发光二极管，受二极管的性能制约不够稳定。紫外芯片激发三基色荧光粉复合得到白光是利用不参与白光配色的芯片发出的紫外光或紫光激发RGB三基色荧光粉使其发光，复合配成白光。但是其荧光粉转换效率低，性能不稳定，光衰大。因此，在不同的基质材料中利用掺杂不同的稀土离子，利用稀土离子之间的能量传递在单一基质中获得白色发光则成为了新的研究方向。 发光材料中的发光中心在受到激发源的激发后，除了可以自身产生由激发态到基态的辐射跃迁等方式释放能量外，还可以通过不同发光中心之间的能量传递过程