TiO2纳米管有序阵列结构的碳材料修饰及其场电子发射特性研究

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
10974155
项目类别：
面上项目
资助金额：
42.0万
负责人：
王成伟
依托单位：
西北师范大学
学科分类：
A2004.凝聚态物质电子结构
结题年份：
2012
批准年份：
2009
项目状态：
已结题
起止时间：
2010-01-01 至2012-12-31

项目参与者：
李燕；王建；陈建彪；郭瑞生；马军满；赵利荣；王军军；王道爱；胡海媛；
关键词：
场电子发射 TiO2纳米管有序阵列化学气相沉积阳极氧化

项目摘要

该项目的总体思路是基于模板法自组装技术,即用电化学阳极氧化工艺首先制备高度有序的TiO2/Ti或TiO2/Si纳米管阵列模板，尔后再用低气压化学气相沉积法在Ti(或Si)基上的TiO2纳米管的微孔内修饰碳纳米管、金刚石或非晶碳,形成C/TiO2同轴有序阵列复合结构, 进而研究其场电子发射特性。这种方法不仅在纳米有序复合结构制备种类的选择上具有很大的灵活性,而且在复合结构制备工艺上有很好的可控性。似具有如下明显的优点:1)这种自组装形成的纳米管同轴有序阵列复合结构比用传统方法制备的微尖阵列长径比大、密度高,可望降低其场电子发射的开启电场、增大发射电流密度和提高发射的稳定性和寿命;2)其制备工艺简便、易大面积生长、结构均匀、成本低、易器件化加工;3)易掺杂改性,使之在场电子发射性能的改善方面大有可为;4)该结构有助于了解各发射单元间相互耦合关系,利于纳米阵列结构场电子发射机理的深入研究。

结项摘要

本项目执行期间, 基于增强C-TiO2纳米管（棒）阵列复合结构体系的协同优势设计制备新型场发射体的研究思路，首先优化了TiO2/Ti纳米管阵列等结构的可控制备工艺, 并解决了对其实施碳、氮和铁掺杂、碳纳米管修饰(CNTs)、氢化的关键工艺，还创新了单晶金红石相TiO2纳米棒结构制备技术；进而系统地研究了上述结构的场发射特性, 深入探究了制备工艺参数影响其场发射性能的机理和规律，并掌握了设计制备该类新型场发射体的新工艺和新技术；最终成功筛选出开启电场低、电流密度大、性能稳定的新型场发射体；此外还适时拓展了对上述TiO2纳米阵列结构光伏及光催化等方面的研究内容. 项目执行期间共发表期刊论文21篇[SCI论文15篇(其中I区1篇，II区5篇), 国内核心期刊6篇], 会议论文11篇, 学位论文12部; 申请国家发明专利3项，已授权1项; 获得甘肃省高校科技进步奖三等奖1项; 培养博士研究生3名, 硕士研究生9名. 总之，我们高质量地完成了项目的研究任务, 实现了预期研究目标. 所取得的系列研究成果对进一步研发新型碳-氧化物冷阴极场发射体提供了翔实的科学依据, 并具有良好的应用前景.

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（1）

会议论文数量（11）

专利数量（0）

Investigation of temperature-dependent field emission from single crystal TiO2 nanorods

单晶 TiO2 纳米棒的温度依赖性场发射研究

DOI：
10.1016/j.apsusc.2012.05.037
发表时间：
2012-08-01
期刊：
APPLIED SURFACE SCIENCE
影响因子：
6.7
作者：
Chen, Jian-Biao;Wang, Cheng-Wei;Zhou, Feng
通讯作者：
Zhou, Feng

Can azulene-like molecules function as substitution-free molecular rectifiers?

类似甘菊环的分子可以充当无取代分子整流器吗？

DOI：
10.1039/c0cp02693j
发表时间：
2011-08
期刊：
Physical Chemistry Chemical Physics
影响因子：
3.3
作者：
Kai-Ge Zhou;Yong-Hui Zhang;Le-Jia Wang;Ke-Feng Xie;Yu-Qing Xiong;Hao-Li Zhang;Cheng-Wei Wang
通讯作者：
Cheng-Wei Wang

Fe掺杂TiO_2纳米多孔薄膜的制备及光学性质研究

DOI：
--
发表时间：
--
期刊：
真空与低温
影响因子：
--
作者：
赵雲;李燕;王向谦;王多书;王成伟
通讯作者：
王成伟

一维Al/SrF_2低温超导体-电介质光子晶体能带结构

DOI：
--
发表时间：
--
期刊：
低温与超导
影响因子：
--
作者：
李建锋;王建;周峰;王成伟
通讯作者：
王成伟

Field emission property of carbon-doped TiO2 nanotube arrays with controllable doping content of carbon

碳掺杂含量可控的碳掺杂TiO2纳米管阵列的场发射性能

DOI：
10.1116/1.4718708
发表时间：
2012-05
期刊：
Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures
影响因子：
--
作者：
You-min Kang;Cheng-Wei Wang;Jian-Biao Chen;Lin-Qing Wang;Dong-Sheng Li;Wei-Dong Zhu;Feng Zhou
通讯作者：
Feng Zhou