陆群旭，董长昆，祝 维

（温州大学 微纳结构与光电器件研究所，浙江 温州 325035）

0 引言

由于独特的结构特征和优越的物理、化学等性质，碳纳米管（CNT）在场电子发射、能源电池等许多领域得到了广泛的研究和应用。CNT可以通过化学气相沉积（CVD）、电弧放电、激光烧蚀等方法制备，而CVD法可以在导电基底上原位生长CNT薄膜，在场发射阴极的制备中得到广泛应用。电场在CNT生长中具有导向作用[1]，但定向生长要在一定的条件下才能实现。Zhang等[2]的实验证实，如果不能实现悬空生长，CNT受到基底范德华力的作用，将失去对电场的响应，得不到定向结构。采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）可以得到定向性较好的垂直排列CNT，但是PECVD系统复杂，垂直生长需要对多个电场参数及温度、催化剂等条件进行精确控制。Chhowalla等[3]的实验发现，生长温度过高会影响CNT的定向性。热CVD技术系统简单、生长过程易于控制，可以制备晶体性好、直径大、具有较高场发射电流密度的CNT样品[4-14]。本实验室发展了在含催化剂的合金基底上直接生长MWNT的热CVD技术，可以制备不同尺度的MWNT阴极。直接生长的MWNT与基底的结合力强、接触电阻小，有利于提高场发射寿命[15]。定向排列可以较好地发挥CNT长径比的优势，提升场增强因子，进而降低场发射场强。

本工作将热CVD直接生长与电场诱导相结合，期望在合金基片上制备出直径为几十纳米、长度达数个微米的垂直排列MWNT薄膜场发射阴极，提升MWNT阴极的发射场强和电流稳定性能，希望有助于直接生长CNT的场发射技术应用。……