论文总字数：32347字

摘 要

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2类石墨相氮化碳研究进展 2

1.2.1类石墨相氮化碳的结构 2

1.2.2类石墨相氮化碳的性质 3

1.2.3类石墨相氮化碳的合成方法 3

1.3类石墨烯氮化碳纳米片研究进展 5

1.4微波加热技术在制备纳米功能材料中的应用 5

1.4.1微波加热技术 5

1.4.2微波加热技术在制备纳米功能材料中的特点和应用 6

1.4.3微波加热技术在制备g-C₃N₄中的应用 6

1.5冷阴极场致电子发射 7

1.5.1 场致电子发射现象 7

1.5.2 逸出功 9

1.5.3 场致电子发射规律及 Fowler-Nordheim方程 9

1.5.4 成分、结构和组织对场发射性能的影响 11

第二章 实验及研究方法 12

2.1化学试剂和仪器设备 12

2.1.1化学试剂 12

2.1.2 实验仪器和分析设备 13

2.2 测试与表征 13

2.2.1晶体结构表征 13

2.2.2形貌分析 14

2.2.5场发射性能表征 14

第三章 微波法制备类石墨烯氮化碳纳米片及其表征 14

3.1引言 14

3.2实验过程 15

3.3结果与讨论 16

3.3.1晶体结构表征 16

3.3.2形貌分析 17

3.3.3场发射性质分析 18

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2 展望 21

参考文献 23

致 谢 27

摘 要

场致电子发射是纳米材料领域目前热门的主题之一，在基础量子理论和实际电子设备应用两方面都吸引了众多研究人员极大的兴趣。从碳纳米管被发现据有与传统金属场发射材料相比极低的开启电压和较高的电流密度以来，各种纳米材料的场发射性能也开始得到了广泛的研究和关注。之后，石墨烯等二维纳米材料被发现具有优异的场发射性能，为类石墨烯材料的应用开辟了新的领域。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种类石墨烯非金属片层结构材料。与石墨烯类似，2D-g-C₃N₄ 纳米片除了具有良好的热稳定性、化学稳定性，以及独特的电子结构之外，它也具有优异的二维结构，如表面积大，长径比高，边缘丰富等，这些因素使其具有极高的场发射性能的潜力，是新一代场发射源的候选材料之一。

高能微波辐照法以其加热速度快、选择性高、产物性能好及节省能源损耗等优点成为目前制备g-C₃N₄纳米材料的一种新型方法。本文采用高能微波法，以不同的功率参数，制备了g-C₃N₄纳米片，并对其进行表征测试和场发射性能测试，发现在 4.0 kW 功率参数下制得的样品场发射性能最好。本文还探究了产生场发射性能差异的可能原因。

关键词：石墨相氮化碳，二维纳米材料，场发射，高能微波法

Abstract

Field emission performance is one of the important research areas of nanomaterials, attracting great interest from researchers in the application of microelectronic devices and imaging devices. Since the carbon nanotubes have been found to have excellent field emission properties, the field emission properties of other nanomaterials have also been extensively studied. Later, two-dimensional nanomaterials such as graphene have low turn-on voltage and high current density, and have excellent field emission properties, opening new fields for the application of graphene-like materials. Some previous studies have shown that carbon nitride films have certain field emission properties.

Graphite phase carbon nitride (g-C₃N₄) is a graphene-like non-metal sheet structure material with good thermal stability and chemical stability. Like graphene，2D-g-C₃N₄ nanosheets have excellent two-dimensional structure, such as large surface area，high aspect ratio, abundant edges, and suitable electronic structure, making it a possible high-performance field emission source material.

High-energy microwave irradiation has become a new method for preparing g-C₃N₄ nanomaterials due to its high heating rate, high selectivity, good product performance and energy loss. In this paper,g-C₃N₄ nanosheets were prepared by high-energy microwave method with different preparation parameters, and their characterization test and field emission performance test were carried out. The possible reasons for the difference in field emission performance were also explored.

KEY WORDS: graphite phase carbon nitride，two-dimensional nanomaterial，field emission，high energy microwave method

第一章 绪论

1.1选题背景

虽然液晶显示器（lcds）可以在低压下运作，且可缩小尺寸，但由于视角小、反应速度慢、工作温度范围狭窄，以及大型制造过程中的困难，也难以适应各种应用和要求^[1-3]。在研究新型的性能优良的显示器的技术方向当中，场致电子发射显示器（FED）是目前热点极高的研究之一。在显示器的正常工作中起着重要的作用的一环是通过控制信号产生一个强力的电场，在这个电场的作用下，电子从阴极逸出，进入高真空域，从而激发发光材料或发生后继反应。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：32347字