Θεωρητικός υπολογισμός της κατανομής του ρεύματος εκπομπής από συστοιχία νανοσωλήνων άνθρακα σε εφαρμογές οθονών εκπομπής πεδίου

Abstract

Λόγω των εξαιρετικών δομικών και ηλεκτρονικών ιδιοτήτων που τους χαρακτηρίζουν, οι νανοσωλήνες άνθρακα χρησιμοποιούνται επιτυχώς ως πηγές παροχής ηλεκτρονίων σε οθόνες εκπομπής πεδίου (Field Emission Displays). Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο υπολογισμός της χωρικής κατανομής της πυκνότητας ρεύματος εκπομπής από μία συστοιχία νανοσωλήνων άνθρακα (CNT array) για εφαρμογή σε οθόνες εκπομπής πεδίου CNT-FED (Carbon Nanotube Field Emission Displays). Η εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια. Στο κεφάλαιο 1 μελετώνται η δομή και οι ηλεκτρονικές ιδιότητες των νανοσωλήνων άνθρακα. Στο κεφάλαιο 2 απαριθμούνται περιληπτικά μερικές γενικές εφαρμογές των νανοσωλήνων άνθρακα και στη συνέχεια παίρνει μέρος αναλυτική περιγραφή της δομής και του τρόπου λειτουργίας των οθονών εκπομπής πεδίου (FEDs). Ακολουθούν διαδοχικά τα κεφάλαια 3, 4 και 5 στα οποία παρουσιάζεται η προαπαιτούμενη θεωρία για την κατανόηση του φαινομένου της εκπομπής πεδίου. Ειδικότερα, στο κεφάλαιο 3 περιγράφεται η μονοδιάστατη προσέγγιση WKB, στο κεφάλαιο 4 αναπτύσσεται η θεωρία Fowler - Nordheim για την εκπομπή πεδίου από επίπεδες μεταλλικές επιφάνειες και τελικά στο κεφάλαιο 5 αναλύεται η τρισδιάστατη θεώρηση της προσέγγισης WKB. Στο 6ο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζεται το μοντέλο της διάταξης, η μέθοδος υπολογισμού και τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων με σκοπό τον υπολογισμό της χωρικής κατανομής της πυκνότητας ρεύματος εκπομπής από την συστοιχία των νανοσωλήνων.

Due to their excellent structural and electronic properties, carbon nanotubes (CNTS) are successfully utilized as electron sources in Field Emission Displays. The main purpose of the following thesis is to calculate the lateral distribution of field emitted electrons from a CNT array in Field Emission Display applications.