[发明专利]GaN微米棒阵列/石墨烯场发射阴极复合材料制备方法

权利要求书

1.GaN微米棒阵列/石墨烯场发射阴极复合材料制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，对硅衬底镀铂薄膜，然后将镀过铂薄膜的硅衬底进行退火处理，退火结束后自然冷却到室温，得到衬底A；

步骤2，将步骤1得到的衬底A与反应源一起进行热处理，衬底A与反应源之间保持一定距离，反应完成后自然冷却到室温，得到衬底B；

步骤3，将步骤2得到的衬底B进行热处理，反应完成后自然降温至室温，即得GaN微米棒阵列/石墨烯场发射阴极复合材料；

步骤2中的热处理过程具体为：将步骤1得到的衬底A移入石英舟中，以氨气和氧化镓作为氮源和镓源，再将反应源置于石英舟中，使衬底A放置在距离反应源1-3cm的石英舟的下游处，后将盛有衬底A及反应源的石英舟放入区域控温管式炉的石英管内，通入流量为200-400sccm的氮气30min排空气，接着以5-20℃/min的升温速度升至900-1250℃，然后通入流量为100-300sccm的氩气10min，关闭氩气，之后再通入流量为100-400sccm的氨气保持10-30min；

步骤3中的热处理过程具体为：将步骤2得到的衬底B放入石英舟，然后将石英舟置于控温管式炉的石英管内，以甲烷为碳源，通入流量为200-400sccm的氮气30min排空气，接着以5-20℃/min的升温速度升至反应温度至950-1250℃，然后先通入流量为50-150sccm的氩气5-20min后，再通入流量为4-20sccm的甲烷保持5-25min。

2.根据权利要求1所述的GaN微米棒阵列/石墨烯场发射阴极复合材料制备方法，其特征在于，步骤1中，对硅衬底镀铂薄膜的具体操作为：使用JFC-1600型离子溅射镀膜仪，在真空度为8×10^-3Pa的情况下，设置溅射电流为40-60mA，溅射时间为40-80s，对硅衬底镀铂薄膜。

3.根据权利要求1所述的GaN微米棒阵列/石墨烯场发射阴极复合材料制备方法，其特征在于，步骤1中，将镀过铂薄膜的硅衬底进行退火的过程具体为：把将镀过铂薄膜的硅衬底放入石英舟中，镀膜面朝上，然后把石英舟推入管式炉恒温区，设置退火温度为800-1200℃，氨气流量为50-200sccm，退火时间是5-30min，炉体升温前先通20min氮气用以除去炉管中的空气，然后以每分钟10℃的升温速率升温到800-1200℃进行退火处理。

4.根据权利要求1所述的GaN微米棒阵列/石墨烯场发射阴极复合材料制备方法，其特征在于，步骤2中所述反应源为碳粉及氧化镓，其中碳粉与氧化镓的质量比为1：1-3。