[发明专利]一种点阵式纳米碳基薄膜冷阴极的制备方法

摘要

一种点阵式纳米碳基薄膜冷阴极的制备方法，属场发射器件的冷阴极制备技术领域。以表面沉积有导电层的基片为原料，通过先在所述的基片的导电层上沉积金属催化剂层，再在金属催化剂层上沉积点阵式纳米碳基薄膜两个步骤制得点阵式纳米碳基薄膜冷阴极。该方法有制备工艺简单，易于实施，制备成本低，所制备点阵式纳米碳基薄膜冷阴极具有均匀性和场发射性能好的优点。该方法制备的点阵式纳米碳基薄膜冷阴极特别适于作场发射器件，包括平面显示器、电子枪、传感器、微波管、冷光源、X射线源的冷阴极。

主权项

1.一种纳米碳基薄膜冷阴极的制备方法，以表面沉积有导电层的基片为原料，基片的材料是玻璃包括钠硅玻璃和硼硅玻璃、半导体包括单晶硅片、金属包括镍、铜、不锈钢、钨，或陶瓷如氧化铝、氮化硅、碳化硅，基片厚度为0.3～3毫米，导电层的材料是金、银、铝、铬、铜、镍或钛，导电层厚度为200纳米～5微米，其特征在于，具体操作步骤：第一步在基片的导电层上沉积金属催化剂层；用溅射沉积或化学气相沉积法，在基片的导电层上形成金属催化剂层，金属催化剂层的材料是铁、钴、镍、铜、钼及其合金，金属催化剂层厚度为5～50纳米；第二步在金属催化剂层上沉积点阵式纳米碳基薄膜先在基片的导电层上涂敷光刻胶，用掩模板对基片的导电层进行光刻，在基片的导电层上形成点阵图案，进行刻蚀，去除光刻胶后，在金属催化剂层上形成点阵图案。接着，用化学气相沉积法在点阵图案上有金属催化剂层的区域内沉积纳米碳基薄膜，即碳纳米管/碳纳米纤维薄膜，沉积条件：甲烷、乙炔、一氧化碳气中的一种与氢、氮、氩、氦气中的一种混合，两种气体的比率为0.5～50％，混合气体压力为10-1～500Torr，沉积温度为200～800℃，碳纳米管/碳纳米纤维薄膜厚度为0.5～10微米，制得点阵式纳米碳基薄膜冷阴极。