微立方结构基底碳纳米管薄膜的强流脉冲发射研究

"在微立方体阵列表面上生长的CNT的强脉冲发射特性" 本文主要探讨了在微立方体阵列结构的化学镀镍硅基底上生长的碳纳米管薄膜（Si/Ni-CNTs）的强流脉冲发射特性。采用酞菁铁高温热解法成功制备了CNFs薄膜，随后在20GW脉冲功率源系统中，利用二板结构对这种薄膜的强流脉冲发射性能进行了深入研究。 研究结果显示，随着脉冲电场峰值的增大，Si/Ni-CNTs薄膜的发射电流峰值呈现线性增加的趋势。当宏观场强达到31.4伏特/微米时，发射脉冲电流的峰值可高达14.74千安培，对应的发射电流密度是1.23千安培/平方厘米。这表明，碳纳米管薄膜在高电场下的电流发射能力非常强。 此外，实验还发现，在相同峰值电场下，即使连续进行多次脉冲，该碳纳米管薄膜仍能保持良好的发射可重复性和发射性能的稳定性。这意味着CNFs在强脉冲发射应用中具有出色的耐用性和一致性，这对于高功率微波技术、真空电子设备以及其它需要高性能电子发射器的领域具有重要意义。 碳纳米管由于其独特的结构特点，如优异的机械强度、出色的导电性能和化学稳定性，一直以来都是电子发射材料领域的研究热点。然而，关于碳纳米管薄膜在不同峰值场强下的发射特性以及在连续脉冲条件下的稳定性研究相对较少。本研究不仅弥补了这一领域的空白，也为未来设计和优化基于CNT的电子发射器件提供了重要的理论依据和实验数据。 在微结构阵列的帮助下，如微立方体结构，可以显著提升冷阴极的电流发射能力。同时，通过在基底上沉积金属层，可以进一步改善单脉冲发射的稳定性。本文中采用的化学镀镍层作为缓冲层，有助于提高碳纳米管薄膜与基底之间的附着力，从而改善了整体的发射性能。 这项研究为碳纳米管在强流脉冲发射领域的应用提供了新的视角，证明了微立方结构基底上生长的碳纳米管薄膜在高功率脉冲系统中的潜力，并为未来的科研和工程实践提供了有价值的参考。