栅极碳纳米管阵列的场发射特性及其电阻影响研究

本篇研究论文聚焦于"一种带栅极碳纳米管阴极阵列的场发射性能研究"。碳纳米管（CNTs）因其独特的电学和力学性质，在场发射领域展现出了巨大的潜力。研究者们利用图像电荷模型，模拟了栅极碳纳米管阵列在三极管配置下的场发射行为。他们通过分析碳纳米管尖端的势能分布和实际电场，对这一现象进行了深入的理论计算。 在计算过程中，作者特别关注了碳纳米管尖端与阴极之间的接触电阻对场发射电流和电场的影响。根据F-N公式（Fowler-Nordheim公式），这是一个描述场发射电流与电压、温度和工作气体压力关系的重要公式。他们的研究表明，当接触电阻增大时，栅极碳纳米管阵列的场发射电流显著下降，这意味着较高的接触电阻会阻碍电子的有效发射，从而降低整个系统的性能。 此外，论文还指出，真实电场在碳纳米管尖端的强度也受到了接触电阻的影响。高接触电阻不仅降低了发射效率，还可能导致电场分布不均匀，进一步影响到场发射的稳定性。因此，优化碳纳米管阴极阵列的设计，特别是减小接触电阻，对于提升其在场发射器件中的应用至关重要。 该研究不仅提供了关于栅极碳纳米管阵列场发射性能的定量分析，也为改进碳纳米管器件的性能优化策略提供了理论依据。它对纳米电子学和纳米材料科学领域的研究人员具有重要的参考价值，展示了在设计高性能场发射设备时，精细控制材料微观结构和接触特性的重要性。