碳纳米管(CNTs)有高的机械强度、奇特的电学性能、优良的储氢能力等一系列的物理化学性质，在复合材料、纳米电子学器件、微型传感器、电动机械装置等方面具有广阔的应用前景。CNTs 具有纳米级尖端、大长径比、高强度、高韧性、良好的热稳定性及导电性，使其成为理想的场发射材料。与普通场发射材料（如Mo 锥、金刚石薄膜等）相比，CNTs 具有更低的场发射阈值，成为制作高电流密度冷阴极场发射源的理想材料，在场发射电子枪、平板显示器等众多领域获具有广阔的前景。对CNTs 进行N 元素掺杂可以改变其能带结构，通过调变C/N原子比可针对性地控制N 掺杂碳纳米管(N-CNTs)的物理、化学和电学性质，有望得到场发射性能较好的冷阴极材料。 　　现行，列席发送平板等彰显器等集成电路芯片种植中采用得比常见的金属电极分离纯化技术技能是丝网印上技能，以浆料主要形式将已分解的CNTs 制作而成溥膜金属电极。这类方式方法成本费用低、技术技能对比简单易行，非常特别容易大批量种植；可是原村料的发送不稳性、匀性比差，况且CNTs 与基片通过得不很牢靠，在事业中非常特别容易掉落的。改善这样现象的路径组成是将CNTs 等场发送村料间接植物生长在导电性的基片上，以开展CNTs 和基片内的悬挑脚手架力，并变低碰触电阻器。

　　本文采用化学气相沉积法，以苯和吡啶为前驱物，直接在Ni 基片上合成了CNTs 和N-CNTs，并研究了它们的场发射性能，揭示了其潜在的应用价值。

1、实验部分

　　将1cm×1cm的市售Ni片用SiC砂纸磨光，依次在丙酮、乙醇、蒸馏水中超声清洗10 min，晾干后，将金属Ni片放入水平管式炉中心，在100 ml/min N₂气保护下，以15℃/min的升温速率快速升温到650℃，然后将N₂气流经苯（或吡啶）饱和器，将苯（或吡啶）饱和蒸汽引入石英反应管中，饱和器的温度设定为25℃。在650℃下沉积1.5 h后，停止带入前驱物的蒸气，将体系冷却到室温，发现Ni基片被一层黑色绒毛状物质所覆盖。

2、结果与讨论

　　图1a 是预处里后Ni 片接触面能的AFM 图片视频，可看不出Ni 片接触面能有无数高中低起伏不定的突起物和塌陷，越来越粗糙度约100 nm。XRD 谱（图1b）中其有衍射峰均可隶属为万立方相Ni（JCPDS65-0380），没得别的衍射峰，描述Ni 片的产品较纯。

　　图2a 是在Ni 片上种子发芽的CNTs 的SEM 图片视频，可看看CNTs 呈团簇状摆列，造成一家多层CNTs 薄膜和珍珠棉。从变小的SEM 图片视频（图2b）中可看看各个方面个团簇皆是由许许许十足多回弯困扰的CNTs 定义。图2c 是CNTs 的TEM 图片视频，其口径约20~80 nm，高度约四个毫米。HRTEM图片视频阐明（图2d）是多壁CNTs，壁厚的层高度为0.34 nm，应对着于石墨结晶的(002)晶面高度。图2d 中插画图片是相关联的EDS 谱，这当中在0.28 keV 的谱峰应对着于C 的Kα1,2 表现形式峰，在0.93 keV 的谱峰归入为Cu 的Lα1,2 表现形式峰，源头于电镜分析方法用的铜网。

图2. Ni 片上CNTs 的SEM (a-b)，TEM (c)和HRTEM (d)美图照片视频。d中配图为相应的的的EDS谱。　　图3. Ni 片上N-CNTs 的SEM (a-c) 和TEM (d)美图照片视频。(c)中配图为是相应的的的EDS 谱图。 　　图3a-c 分別是在Ni 片上生长期的N-CNTs 的SEM 手机像片，看得见大有量N-CNTs 合成。他们納米管的直径不低于约60~300 nm，厚度约一百多納米到几納米。图c中插图图片是N-CNTs 的EDS 結果，里面处在0.28 keV 的谱峰分属于C 的Kα1,2 特证描述峰，处在0.39 keV 的谱峰属于为N 的Kα1,2特证描述峰，N 的含量约1 at.%影响。图d 是N-CNTs 的TEM 手机像片，納米管的直径不低于分散一，管厚产生诸多设计疵点。

　　Ni 片上CNTs 和N-CNTs 的电子发射性能在平行板型场发射仪上测量，阴阳极间距d 为0.5 mm，测试腔真空度约为5×10^-7 Torr。图4 给出了生长在Ni 片上的CNTs 和N-CNTs 的电流密度－电场强度(J-E)曲线和F-N 曲线。从图a 可以看出，CNTs 的开启电场（Eto，对应于电流密度J = 10 μA/cm2 的电场强度）为3.0 V/μm，而N-CNTs 的Eto 为2.7 V/μm，说明N-CNTs 具有更低的Eto；当发射电流密度达到1mA/cm² 时，所需施加的电场强度对N-CNTs而言为4.4 V/μm，低于CNTs 的5.0 V/μm。图b 中CNTs 和N-CNTs 的F-N 曲线都可以看成是由斜率不同的两段直线组成，这可能是由于空间电荷效应造成的。将CNTs 和N-CNTs的功函数(Φ)分别取为5.0 eV和4.3 eV，从F-N 曲线的斜率可以求得场增强因子β，结果列于表1。

图4. 在Ni片上的发芽的CNTs和N-CNTs的场反射但是：(a) J-E折线，(b) F-N折线　　表1. 的发芽在Ni片上的CNTs和N-CNTs的场反射但是 　　由这些报告而定，在低交变电场组成部分，CNTs 的β 值要高于N-CNTs。因为于此位置电势边际效应的目的还不看不出，β最主要的体现了了检样的平面几何形貌，可是直经较小的CNTs 的β 也很大的。其实因为N-CNTs 的管径上带较多的弊病，更有好处于電子逸出，其Φ 也大于CNTs，且N水分子的添加优化了CNTs 的電子输运功效，因而在这些因素分析的一体化目的下，N-CNTs 更具更低的Eto，就比较好的场导弹功效。

3、结论

　　所采用化学反应色谱积聚法，差别以苯和吡啶为前轮驱动物，可以在Ni 基片上制成了CNTs和N-CNTs。场导弹试射研究方案阐释了导电性健康的合金基片对生长至其上的打样定制的场导弹试射耐腐蚀性真实下有定的促使能力，且N-CNTs 的场导弹试射耐腐蚀性很好，显示了其见证人导弹试射领域行业的隐藏用的价值。