研究目的
建立一个碳纳米管纤维场发射的多尺度模型，该模型需详细处理纤维顶端碳纳米管阵列中的热交换机制。
研究成果
该模型揭示了碳纳米纤维的场致发射特性，预测了碳纳米管被破坏的比例以及经历亨德森冷却或诺丁汉加热效应的比例随外加电场的变化关系，为理解碳纳米纤维的场致发射特性提供了新见解。
研究不足
该模型忽略了纤维顶端各碳纳米管的侧壁黑体辐射，假设每个碳纳米管的辐射侧壁热损失被其所有相邻碳纳米管侧壁黑体辐射的热增益所抵消。
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[IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018.7.9-2018.7.13)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 碳纳米管纤维阴极顶端热交换的改进多尺度模型
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[IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018.7.9-2018.7.13)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 碳纳米管纤维阴极顶端热交换的改进多尺度模型
DOI：10.1109/IVNC.2018.8520110
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要：
我们建立了一个碳纳米管纤维（CNF）场发射（FE）的多尺度模型，该模型详细考虑了位于纤维尖端的碳纳米管（CNT）阵列中的热交换机制。该模型计入了纤维内部的焦耳热、纤维顶端的辐射冷却，以及随着外加电场增强，纤维顶端阵列中碳纳米管从诺丁汉加热向亨德森冷却的转变过程。该模型通过数值计算每个碳纳米管的发射电流及其尖端的能量交换，预测了随外加电场变化的碳纳米管损毁比例。对于存活的碳纳米管，该模型还预测了在外加电场上扫和下扫过程中，经历亨德森冷却或诺丁汉加热的碳纳米管比例。本研究为碳纳米管纤维的场发射特性提供了新的见解。
作者：
J. Ludwick，W. Zhu，M. Cahay
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