王益军，严　诚

（1.咸阳师范学院 物理与电子工程学院，陕西 咸阳 712000；2.微光夜视技术重点实验室，陕西 西安 710065）

掺B吸附H2O碳纳米管的发射性能

王益军1，严诚2

（1.咸阳师范学院 物理与电子工程学院，陕西 咸阳 712000；2.微光夜视技术重点实验室，陕西 西安 710065）

在制备碳纳米管时经常出现气体吸附和原子掺杂等现象影响碳纳米管的场致发射性能，H2O分子和B原子就是重要的吸附物质。采用第一性原理深入探讨了掺B和吸附H2O对碳纳米管电子场致发射性能影响的物理机制。结果显示：与CNT+H2O比较，BCNT+H2O管顶局域态密度和费米能级处总态密度显著增加，体系的赝能隙减小，反映体系的金属性增强，势垒高度降低，因此掺B并吸附H2O提高了碳纳米管的场发射性能。

碳纳米管；场致发射；掺B；H2O吸附

由于碳纳米管（简称CNT）具有高的长径比、独特的机械和物理化学性能［1-3］，因此引起人们的广泛关注。一维结构和独特的电性能使碳纳米管具有很多不同的应用，例如量子线互联器、化学传感器、生物传感器、检测器、复合增强材料、储氢材料［4-6］，尤其是具有优异的场致发射性能。CNT被认为是合适的平板显示器阴极材料［7-8］，可用于电视、电话、计算机、X射线管等显示器中。

在制备碳纳米管时经常出现气体吸附和原子掺杂等影响碳纳米管的场致发射性能，目前许多实验和理论研究已表明［9-15］：一些种类的气体可以显著改变CNT的能带结构和提高CNT电子发射性能，H2O分子和B原子就是重要的吸附物质。Kim计算了电场下封闭CNT的场发射性能和DOS值［13］，Maiti解释了CNT管顶吸附H2O提高电子发射性能的原因［14］，Zhang指出掺杂B和N的CNT更易于发射电子［15］。……