[发明专利]一种单根碳纳米管电子场发射阴极及其制备方法

权利要求书

1. 一种单根碳纳米管电子场发射阴极，其特征在于所述碳纳米管有一锥状端部，所述锥状端部为闭口的单壁或双壁管结构，所述锥状端部以下为多壁管结构。

2. 一种制备单根碳纳米管电子场发射阴极的方法，其步骤包括：

(1)用一金属丝获取多壁碳纳米管；

(2)用一金属针尖接触金属丝上的一根多壁碳纳米管；

(3)金属丝与金属针尖之间在设定的时间内加匀速递增的电压，使单根碳纳米管在电流作用下逐渐变细至断裂，得到带有锥状端部的碳纳米管。

3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)将金属丝蘸入多壁碳纳米管粉末中，或者用电泳的方法将溶液中的多壁碳纳米管排列在金属丝前端边缘。

4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)通过透射电子显微镜完成，所述透射电子显微镜样品杆内含有压电扫描管，将所述带有多壁碳纳米管的金属丝插在样品杆一端的插孔，将所述金属针尖插在压电扫描管顶端的插孔，驱动压电扫描管使金属针尖向另一端的金属丝逼近，使金属针尖与金属丝上的一根多壁碳纳米管接触形成回路。

5. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中金属针尖尖端曲率半径为20纳米到100纳米。

6. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)设定的时间为100秒以上。

7. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)之后增加如下步骤：

(4)将金属针尖上的碳纳米管，移近金属丝另一侧；

(5)在设定的时间内，在碳纳米管上加匀速递增的负扫描电压；

(6)用透射电子显微镜观察碳纳米管尖端曲率半径变化，得到所需要的曲率半径，停止加载扫描电压。

8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)碳纳米管离金属丝边缘200纳米到2微米。

9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)每一次扫描的电压范围变大，扫描时间不变。

10. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)设定的时间为50毫秒到1秒。