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[Ca24Al28O64]4+（4e–）电子化合物的直接合成及热发射性能
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作者 李凡 张忻 张久兴 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第20期246-251,共6页
[Ca24Al28O64]^4+(4e^–)电子化合物是一种具有高载流子密度、低逸出功的透明导电氧化物,但是繁琐的制备步骤、苛刻的工艺条件极大地限制了其实际应用.本文以特定化学计量比的Ca12Al14O33+CaAl2O4两相为前驱体,在放电等离子烧结系统里... [Ca24Al28O64]^4+(4e^–)电子化合物是一种具有高载流子密度、低逸出功的透明导电氧化物,但是繁琐的制备步骤、苛刻的工艺条件极大地限制了其实际应用.本文以特定化学计量比的Ca12Al14O33+CaAl2O4两相为前驱体,在放电等离子烧结系统里通过原位钙热反应成功制备了多晶C12A7:e^–.在烧结温度为1100℃,保温时间为10 min的条件下,其电子浓度基本达到理论最大值~2.3×10^21 cm^–3,在2.5 eV处出现明显的紫外吸收峰,致密度可达99%以上.同时用顺磁共振谱仪分析了其电子结构,结果呈Dyson特性,这些结果充分证明了电子有效地注入到笼腔结构中.热电子发射测试结果显示:在阴极温度为1373 K,外加电场为35000 V/cm的条件下, C12A7:e^–的热发射电流密度为1.75 A/cm^2,有效逸出功为2.07 eV.该工艺提供了一种新型的电子注入方法,大幅度缩短了制备周期使大规模生产成为可能. 展开更多
关键词 ^c12A7:e^– 钙热反应 热发射
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Sr掺杂对12CaO·7Al_2O_3电子化合物电输运及发射性能的影响
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作者 赵伟康 张忻 +6 位作者 冯琦 赵吉平 刘洪亮 李凡 肖怡新 刘燕琴 张久兴 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期521-528,共8页
12CaO·7Al_2O_3电子化合物(C12A7:e~–)是一种具有低工作温度和低逸出功等优点的新型电子化合物阴极材料。通过高温固相反应结合放电等离子烧结制备Sr掺杂(Ca_(1–x)Sr_x)12A7 (0≤x≤0.05)块体,并在1100℃采用Ti颗粒还原20h成功... 12CaO·7Al_2O_3电子化合物(C12A7:e~–)是一种具有低工作温度和低逸出功等优点的新型电子化合物阴极材料。通过高温固相反应结合放电等离子烧结制备Sr掺杂(Ca_(1–x)Sr_x)12A7 (0≤x≤0.05)块体,并在1100℃采用Ti颗粒还原20h成功制得电子化合物(Ca_(1–x)Sr)x)12A7:e~–。第一性原理计算结果表明,(Ca_(1–x)Sr_x)12A7:e~–与C12A7:e~–相比,框架导带下移,费米能级附近态密度增加,这将有利于电输运和发射性能的优化。室温电输运测试结果表明, Sr掺杂有利于C12A7:e–电输运性能的优化,其中(Ca_(0.96)Sr_(0.04))12A7:e~–样品在室温下具有最高电导率(1136 S/cm)以及最高载流子浓度(2.13×1021 cm^(–3)),与相同条件下制备的C12A7:e–样品相比,载流子浓度提高近2个数量级,表明Sr掺杂可以有效缩短制备C12A7:e~–的制备时间。热电子发射性能测试结果表明,随着Sr掺杂量的增加,热电子发射性能逐渐提高,其中(Ca_(0.96)Sr_(0.04))12A7:e~–样品具有最佳的热发射性能,在1100℃外加电压3500V时,发射电流密度达到1.45A/cm^2,零场发射电流密度达到0.74 A/cm^2,理查生逸出功降低至1.86 eV。 展开更多
关键词 12caO·7Al2O3电子化合物 Sr掺杂 电输运 发射性能
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