在中科院“百人計(jì)劃”和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持下，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室低維材料摩擦學(xué)課題組在石墨烯基陰極材料場發(fā)射特性研究中取得重要進(jìn)展。

    石墨烯具有極高的電導(dǎo)率、極快的電子傳輸速度、高硬度、高比表面積以及室溫量子霍爾效應(yīng)，在電子輸運(yùn)器件、電極電容器件、傳感器以及復(fù)合材料等領(lǐng)域中均有很好的應(yīng)用前景。其中，由于石墨烯好的電導(dǎo)率和特殊的片狀結(jié)構(gòu)，在場發(fā)射顯示器件中具有潛在的優(yōu)勢。研究人員通過噴涂技術(shù)和電泳技術(shù)制備了石墨烯薄膜。噴涂薄膜的場發(fā)射性能對(duì)溫度有明顯的依賴，隨著測試溫度的升高（室溫到623K），薄膜的場發(fā)射特性有明顯改善，開啟電場和功函數(shù)明顯降低，研究人員對(duì)此進(jìn)行了解釋。

    同時(shí)，石墨烯薄膜還表現(xiàn)出了有趣的場發(fā)射滯后特性，電泳所得石墨烯薄膜經(jīng)過升壓和降壓的循環(huán)測試，發(fā)射電流密度的滯后特性變得明顯，研究人員提出了此現(xiàn)象的可能物理機(jī)制。此外，研究人員還對(duì)石墨烯/二氧化錫復(fù)合材料的場發(fā)射特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明石墨烯能夠改善二氧化錫納米材料的場發(fā)射特性。

    相關(guān)研究結(jié)果分別發(fā)表在美國物理聯(lián)合會(huì)的Applied Physics Letters(99, 2011, 163103 和 99, 2011,173104)以及美國化學(xué)學(xué)會(huì)的ACS Applied materials & Interfaces上。