碳纳米管栅极冷阴极结构场发射计算

乔宪武¹，江影¹，戴剑锋²

1. 中国计量学院理学院实验中心2. 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室

摘 要：目前通常有两种方法对CNT-FED场发射进行计算,即镜像悬浮球法和解拉普拉斯方程的方法,虽然解拉普拉斯方程的方法比较复杂,但可以计算出完整的CNTs结构空间各点电场情况。通过解拉普拉斯方程的方法研究了CNTs栅极冷阴极这种符合实际情况且有广泛应用前景的结构。计算结果表明,CNTs尖端处电场强度很大,随着半径r的增加,电场强度急剧减小;场增强因子随CNTs长径比的增加而增加,对于长径比一定的CNTs阵列,对应着一个最佳阵列密度;栅极电压对这种CNTs结构的电流密度有很强的控制作用;并且在极板间距变化的情况下得出了CNTs周围电流密度分布;随着栅极电压的增大,CNTs尖端电流密度随之增大,极板间距减小也可提高CNTs尖端电流密度。

关键词：碳纳米管阵列;场发射;栅极冷阴极;电流密度;