[发明专利]一种提升石墨烯片-硅纳米线阵列复合材料场发射性能的方法有效
| 申请号： | 201810098840.4 | 申请日： | 2018-01-31 |
| 公开（公告）号： | CN108987218B | 公开（公告）日： | 2019-12-31 |
| 发明（设计）人： | 邓建华;张燕;朱文祥 | 申请（专利权）人： | 天津师范大学 |
| 主分类号： | H01J9/02 | 分类号： | H01J9/02;C23C16/26;C23C16/511;C23C16/56 |
| 代理公司： | 12214 天津创智天诚知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 王秀奎 |
| 地址： | 300387 *** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种提升石墨烯片‑硅纳米线阵列复合材料场发射性能的方法，属于纳米材料的制备和应用领域。包括以下制备工艺：(1)金属催化腐蚀法制备硅纳米线阵列；(2)对硅纳米线进行载能银离子轰击处理；(3)利用微波等离子体增强化学气相沉积法在硅纳米线阵列上制备薄层石墨烯片；(4)利用氮、氢等离子体在室温下处理所得的石墨烯片‑硅纳米线阵列；(5)对所得氮掺杂石墨烯片‑硅纳米线阵列进行高温退火处理。与现有技术相比，本方法所制备的氮掺杂石墨烯片‑硅纳米线阵列复合材料具有工作电场低、场发射电流密度高和稳定性好等特点，有很高的应用价值。 | ||
| 搜索关键词： | 硅纳米线阵列 石墨烯片 复合材料 氮掺杂石墨烯 场发射性能 化学气相沉积 金属催化腐蚀 微波等离子体 氢等离子体 制备和应用 高温退火 工作电场 硅纳米线 纳米材料 制备薄层 制备工艺 场发射 银离子 制备 轰击 应用 | ||
【主权项】：
1.一种提升石墨烯片-硅纳米线阵列复合材料场发射性能的方法，其特征在于，包括：先利用金属催化腐蚀法制备硅纳米线阵列，再利用载能银离子以倾角的方式轰击硅纳米线阵列，然后利用微波等离子体增强化学气相沉积法在硅纳米线阵列上制备薄层石墨烯片，并利用微波氮、氢等离子体在常温下处理所得的石墨烯片-硅纳米线阵列，通过调节微波功率为120～160W、处理室气压为1.5kPa、处理时间为20～60分钟来控制石墨烯片的形貌，然后将所得的氮掺杂石墨烯片-硅纳米线阵列退火2小时，最终获得高温热处理过的氮掺杂石墨烯片-硅纳米线阵列复合材料；所述的氮掺杂石墨烯片-硅纳米线阵列复合材料由在银离子轰击过的硅纳米线上沉积边缘层数为2-5层、富缺陷、分布密集、氮掺杂的石墨烯片组成；其中石墨烯片的直径多为50-100纳米；所制备的氮掺杂石墨烯片-硅纳米线阵列复合材料的开启场平均仅有2.53-2.77V/μm，最大场发射电流密度平均可达9.32-11.63mA/cm
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