的大小來控制發(fā)射電流密度的大小。
[0046]實(shí)施例7 Cl)制備硅基底:
首先將硅片切成2cmX2cm小片，依次在丙酮、無水乙醇、去離子水中超聲清洗約10分鐘，超聲功率為50W，再將硅片浸入體積比為4%的氫氟酸中浸泡5分鐘，獲得干凈無污染且無表面氧化層的硅片基底。
[0047]( 2 )生長直立石墨烯:
直立石墨烯的生長在射頻濺射裝置中完成，該裝置示意圖如圖1所示。將制備的硅片基底放置在反應(yīng)腔室內(nèi)的樣品臺(tái)上，并對(duì)反應(yīng)室抽真空至大約8X10_4Pa ;然后往反應(yīng)室內(nèi)通入高純氫氣(5N)，調(diào)節(jié)反應(yīng)室氣壓為300Pa ;以大約60K/min的速度加熱基底至1100K ；待溫度和氣壓穩(wěn)定后，啟動(dòng)射頻源，調(diào)節(jié)射頻功率為320W，開始直立石墨烯的沉積，生長時(shí)間為10小時(shí)。
[0048](3)場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試:
直立石墨烯的場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試在高真空?qǐng)霭l(fā)射測(cè)試儀中完成，圖3所示即為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。測(cè)試腔室的真空度保持在大約IX 10_7Pa(通過鈦離子泵抽真空來維持)。將所制備的直立石墨烯樣品用導(dǎo)電膠粘附在樣品臺(tái)上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地；陽極為一直徑約為10厘米的不銹鋼圓板，圓板與樣品保持平行；測(cè)試樣品與陽極板間距為I毫米(通過調(diào)整陽極板位置來確定陰、陽極間距)；測(cè)試時(shí)，在陽極加正偏壓，偏壓增加速率為500V/min,測(cè)試結(jié)果通過電腦自動(dòng)記錄。在該條件下制備的表面富裙皺超薄直立石墨烯的開啟場(chǎng)為1.98 V/μ m，場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到ImA/cm2所需電場(chǎng)僅為2.41 V/μ m，最大場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到4.25mA/cm2。
[0049](4)場(chǎng)電子發(fā)射器組裝:
將沉積有表面富褶皺超薄直立石墨烯的單晶硅片通過導(dǎo)電膠粘附在金屬電極上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地，陽極為一金屬板電極，陰陽極之間用環(huán)狀高絕緣材料(如聚四氟乙烯)進(jìn)行隔離，間距為200微米(通過聚四氟乙烯的厚度來控制)，陽極板上負(fù)載正偏壓，大小為0-800V可調(diào)，通過調(diào)節(jié)陽極偏壓的大小來控制發(fā)射電流密度的大小。
[0050]實(shí)施例8 Cl)制備硅基底:
首先將硅片切成2cmX2cm小片，依次在丙酮、無水乙醇、去離子水中超聲清洗約10分鐘，超聲功率為50W，再將硅片浸入體積比為4%的氫氟酸中浸泡5分鐘，獲得干凈無污染且無表面氧化層的硅片基底。
[0051 ] (2)生長直立石墨烯:
直立石墨烯的生長在射頻濺射裝置中完成，該裝置示意圖如圖1所示。將制備的硅片基底放置在反應(yīng)腔室內(nèi)的樣品臺(tái)上，并對(duì)反應(yīng)室抽真空至大約8X10_4Pa ;然后往反應(yīng)室內(nèi)通入高純氫氣(5N)，調(diào)節(jié)反應(yīng)室氣壓為300Pa ;以大約60K/min的速度加熱基底至IlOOK ；待溫度和氣壓穩(wěn)定后，啟動(dòng)射頻源，調(diào)節(jié)射頻功率為350W，開始直立石墨烯的沉積，生長時(shí)間為10小時(shí)。
[0052](3)場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試:
直立石墨烯的場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試在高真空?qǐng)霭l(fā)射測(cè)試儀中完成，圖3所示即為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。測(cè)試腔室的真空度保持在大約IX 10_7Pa(通過鈦離子泵抽真空來維持)。將所制備的直立石墨烯樣品用導(dǎo)電膠粘附在樣品臺(tái)上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地；陽極為一直徑約為10厘米的不銹鋼圓板，圓板與樣品保持平行；測(cè)試樣品與陽極板間距為I毫米(通過調(diào)整陽極板位置來確定陰、陽極間距)；測(cè)試時(shí)，在陽極加正偏壓，偏壓增加速率為500V/min,測(cè)試結(jié)果通過電腦自動(dòng)記錄。在該條件下制備的表面富裙皺超薄直立石墨烯的開啟場(chǎng)為1.94 V/μ m，場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到ImA/cm2所需電場(chǎng)僅為2.38 V/μ m，最大場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到4.37mA/cm2。
[0053](4)場(chǎng)電子發(fā)射器組裝:
將沉積有表面富褶皺超薄直立石墨烯的單晶硅片通過導(dǎo)電膠粘附在金屬電極上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地，陽極為一金屬板電極，陰陽極之間用環(huán)狀高絕緣材料(如聚四氟乙烯)進(jìn)行隔離，間距為200微米(通過聚四氟乙烯的厚度來控制)，陽極板上負(fù)載正偏壓，大小為0-800V可調(diào)，通過調(diào)節(jié)陽極偏壓的大小來控制發(fā)射電流密度的大小。
[0054]實(shí)施例9 Cl)制備硅基底:
首先將硅片切成2cmX2cm小片，依次在丙酮、無水乙醇、去離子水中超聲清洗約10分鐘，超聲功率為50W，再將硅片浸入體積比為4%的氫氟酸中浸泡5分鐘，獲得干凈無污染且無表面氧化層的硅片基底。
[0055]( 2 )生長直立石墨烯:
直立石墨烯的生長在射頻濺射裝置中完成，該裝置示意圖如圖1所示。將制備的硅片基底放置在反應(yīng)腔室內(nèi)的樣品臺(tái)上，并對(duì)反應(yīng)室抽真空至大約8X10_4Pa ;然后往反應(yīng)室內(nèi)通入高純氫氣(5N)，調(diào)節(jié)反應(yīng)室氣壓為300Pa ;以大約60K/min的速度加熱基底至1100K ；待溫度和氣壓穩(wěn)定后，啟動(dòng)射頻源，調(diào)節(jié)射頻功率為300W，開始直立石墨烯的沉積，生長時(shí)間為5小時(shí)。
[0056](3)場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試:
直立石墨烯的場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試在高真空?qǐng)霭l(fā)射測(cè)試儀中完成，圖3所示即為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。測(cè)試腔室的真空度保持在大約IX 10_7Pa(通過鈦離子泵抽真空來維持)。將所制備的直立石墨烯樣品用導(dǎo)電膠粘附在樣品臺(tái)上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地；陽極為一直徑約為10厘米的不銹鋼圓板，圓板與樣品保持平行；測(cè)試樣品與陽極板間距為I毫米(通過調(diào)整陽極板位置來確定陰、陽極間距)；測(cè)試時(shí)，在陽極加正偏壓，偏壓增加速率為500V/min,測(cè)試結(jié)果通過電腦自動(dòng)記錄。在該條件下制備的表面富裙皺超薄直立石墨烯的開啟場(chǎng)為2.25 V/μ m，場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到ImA/cm2所需電場(chǎng)僅為2.78 V/μ m，最大場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到3.53mA/cm2。
[0057](4)場(chǎng)電子發(fā)射器組裝: 將沉積有表面富褶皺超薄直立石墨烯的單晶硅片通過導(dǎo)電膠粘附在金屬電極上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地，陽極為一金屬板電極，陰陽極之間用環(huán)狀高絕緣材料(如聚四氟乙烯)進(jìn)行隔離，間距為200微米(通過聚四氟乙烯的厚度來控制)，陽極板上負(fù)載正偏壓，大小為0-800V可調(diào)，通過調(diào)節(jié)陽極偏壓的大小來控制發(fā)射電流密度的大小。
[0058]實(shí)施例10 Cl)制備硅基底:
首先將硅片切成2cmX2cm小片，依次在丙酮、無水乙醇、去離子水中超聲清洗約10分鐘，超聲功率為50W，再將硅片浸入體積比為4%的氫氟酸中浸泡5分鐘，獲得干凈無污染且無表面氧化層的硅片基底。
[0059]( 2 )生長直立石墨烯:
直立石墨烯的生長在射頻濺射裝置中完成，該裝置示意圖如圖1所示。將制備的硅片基底放置在反應(yīng)腔室內(nèi)的樣品臺(tái)上，并對(duì)反應(yīng)室抽真空至大約8X10_4Pa ;然后往反應(yīng)室內(nèi)通入高純氫氣(5N)，調(diào)節(jié)反應(yīng)室氣壓為300Pa ;以大約60K/min的速度加熱基底至1100K ；待溫度和氣壓穩(wěn)定后，啟動(dòng)射頻源，調(diào)節(jié)射頻功率為300W，開始直立石墨烯的沉積，生長時(shí)間為7.5小時(shí)。
[0060](3)場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試:
直立石墨烯的場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試在高真空?qǐng)霭l(fā)射測(cè)試儀中完成，圖3所示即為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。測(cè)試腔室的真空度保持在大約IX 10_7Pa(通過鈦離子泵抽真空來維持)。將所制備的直立石墨烯樣品用導(dǎo)電膠粘附在樣品臺(tái)上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地；陽極為一直徑約為10厘米的不銹鋼圓板，圓板與樣品保持平行；測(cè)試樣品與陽極板間距為I毫米(通過調(diào)整陽極板位置來確定陰、陽極間距)；測(cè)試時(shí)，在陽極加正偏壓，偏壓增加速率為500V/min,測(cè)試結(jié)果通過電腦自動(dòng)記錄。在該條件下制備的表面富裙皺超薄直立石墨烯的開啟場(chǎng)為2.20 V/μ m，場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到ImA/cm2所需電場(chǎng)僅為2.73 V/μ m，最大場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到3.72mA/cm2。
[0061](4)場(chǎng)電子發(fā)射器組裝:
將沉積有表面富褶皺超薄直立石墨烯的單晶硅片通過導(dǎo)電膠粘附在金屬電極上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地，陽極為一金屬板電極，陰陽極之間用環(huán)狀高絕緣材料(如聚四氟乙烯)進(jìn)行隔離，間距為200微米(通過聚四氟乙烯的厚度來控制)，陽極板上負(fù)載正偏壓，大小為0-800V可調(diào)，通過調(diào)節(jié)陽極偏壓的大小來控制發(fā)射電流密度的大小。
[0062]實(shí)施例11 Cl)制備硅基底:
首先將硅片切成2cmX2cm小片，依次在丙酮、無水乙醇、去離子水中超聲清洗約10分鐘，超聲功率為50W，再將硅片浸入體積比為4%的氫氟酸中浸泡5分鐘，獲得干凈無污染且無表面氧化層的硅片基底。
[0063]( 2 )生長直立石墨烯:
直立石墨烯的生長在射頻濺射裝置中完成，該裝置示意圖如圖1所示。將制備的硅片基底放置在反應(yīng)腔室內(nèi)的樣品臺(tái)上，并對(duì)反應(yīng)室抽真空至大約8X10_4Pa ;然后往反應(yīng)室內(nèi)通入高純氫氣(5N)，調(diào)節(jié)反應(yīng)室氣壓為280Pa ;以大約60K/min的速度加熱基底至1075K ；待溫度和氣壓穩(wěn)定后，啟動(dòng)射頻源，調(diào)節(jié)射頻功率為280W，開始直立石墨烯的沉積，生長時(shí)間為8小時(shí)。
[0064](3)場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試:
直立石墨烯的場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試在高真空?qǐng)霭l(fā)射測(cè)試儀中完成，圖3所示即為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。測(cè)試腔室的真空度保持在大約IX 10_7Pa(通過鈦離子泵抽真空來維持)。將所制備的直立石墨烯樣品用導(dǎo)電膠粘附在樣品臺(tái)上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地；陽極為一直徑約為10厘米的不銹鋼圓板，圓板與樣品保持平行；測(cè)試樣品與陽極板間距為I毫米(通過調(diào)整陽極板位置來確定陰、陽極間距)；測(cè)試時(shí)，在陽極加正偏壓，偏壓增加速率為500V/min,測(cè)試結(jié)果通過電腦自動(dòng)記錄。在該條件下制備的表面富裙皺超薄直立石墨烯的開啟場(chǎng)為2.17 V/μ m，場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到ImA/cm2所需電場(chǎng)僅為2.70 V/μ m，最大場(chǎng)發(fā)射電流密度達(dá)到3.76mA/cm2。
[0065](4)場(chǎng)電子發(fā)射器組裝:
將沉積有表面富褶皺超薄直立石墨烯的單晶硅片通過導(dǎo)電膠粘附在金屬電極上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地，陽極為一金屬板電極，陰陽極之間用環(huán)狀高絕緣材料(如聚四氟乙烯)進(jìn)行隔離，間距為200微米(通過聚四氟乙烯的厚度來控制)，陽極板上負(fù)載正偏壓，大小為0-800V可調(diào)，通過調(diào)節(jié)陽極偏壓的大小來控制發(fā)射電流密度的大小。
[0066]實(shí)施例12 Cl)制備硅基底:
首先將硅片切成2cmX2cm小片，依次在丙酮、無水乙醇、去離子水中超聲清洗約10分鐘，超聲功率為50W，再將硅片浸入體積比為4%的氫氟酸中浸泡5分鐘，獲得干凈無污染且無表面氧化層的硅片基底。
[0067]( 2 )生長直立石墨烯:
直立石墨烯的生長在射頻濺射裝置中完成，該裝置示意圖如圖1所示。將制備的硅片基底放置在反應(yīng)腔室內(nèi)的樣品臺(tái)上，并對(duì)反應(yīng)室抽真空至大約8X10_4Pa ;然后往反應(yīng)室內(nèi)通入高純氫氣(5N)，調(diào)節(jié)反應(yīng)室氣壓為320Pa ;以大約60K/min的速度加熱基底至1125K ；待溫度和氣壓穩(wěn)定后，啟動(dòng)射頻源，調(diào)節(jié)射頻功率為350W，開始直立石墨烯的沉積，生長時(shí)間為10小時(shí)。
[0068](3)場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試:
直立石墨烯的場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試在高真空?qǐng)霭l(fā)射測(cè)試儀中完成，圖3所示即為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。測(cè)試腔室的真空度保持在大約IX 10_7Pa(通過鈦離子泵抽真空來維持)。將所制備的直立石墨烯樣品用導(dǎo)電膠粘附在樣品臺(tái)上作為場(chǎng)發(fā)射陰極，陰極接地；陽極為一直徑約為10厘米的不銹鋼圓板，圓板與樣品保持平行；測(cè)試樣品與陽極板間距為I毫米(通過調(diào)整陽極板位置來確定陰、陽極間距)；測(cè)試時(shí)，