研究目的
通过生长后电老化工艺制备具有增强且稳定电子发射特性的稳定碳纳米管冷阴极电子发射器，旨在提高结晶度、均匀化结构并实现长期稳定性，以应用于真空纳米电子器件。
研究成果
利用焦耳热进行电老化可有效提升碳纳米管发射体的结晶度与结构均匀性，使电子发射电流从3毫安增至6毫安，并在97毫安/平方厘米的电流密度下稳定运行9小时。这种后处理是实现高性能冷阴极发射体的简便有效方法，其最佳老化条件设定在可见焦耳热出现前，以避免材料损伤。
研究不足
电老化过程中过大的焦耳热会损坏碳纳米管发射器，从而限制最大适用偏压。该过程需要精确控制老化条件以避免损伤，且碳纳米管生长的均匀性仍具挑战性，可能影响重现性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用直流等离子体增强化学气相沉积（dc-PECVD）法制备碳纳米管场发射器，并通过施加电老化作为后处理工艺以提升电子发射性能。该老化过程利用焦耳热效应实现结构改性。
2：样品选择与数据来源：
碳纳米管发射器生长于n型硅基底的二氧化硅层上，经光刻图案化形成特定尺寸岛状结构（直径3微米，间距15微米，每岛含225个发射器，共128个岛）。
3：实验设备与材料清单：
设备包括射频磁控溅射仪（用于镍沉积）、dc-PECVD系统（用于碳纳米管生长）、真空老化腔室、二极管系统（用于I-V测试）、直流电源、万用表、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜（SEM）及数码单反相机。材料包含乙炔与氨气、氩气及硅基底。
4：实验流程与操作步骤：
包括基底预处理、镍层沉积、光刻图案化、630°C下特定气体流量生长碳纳米管、1000°C退火、真空环境下设定焦耳热起始偏压的电老化处理，以及通过SEM、拉曼光谱和I-V测试进行表征。
5：数据分析方法：
采用SEM分析形貌特征，拉曼光谱测定结晶度（ID/IG比值），I-V曲线评估发射性能，并对电流稳定性进行统计分析。
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