中文摘要：

碳纳米管场发射电子源有很好的应用前景，但目前其大电流发射能力、电流均匀性和稳定性以及大电流的调制灵敏度等性能仍不能满足大功率器件的需求。为进一步提高碳纳米管阴极的上述性能，本项目创新性地提出一种基于绝缘硅衬底（SOI）的独立场效应管调控的碳纳米管场发射阵列三极结构。该结构特点为1）场发射阵列中每一根碳纳米管都串联了一个独立的场效应管，这可以平衡每根碳管的发射电流，进而提高阵列的总体电流及电流稳定性；（2）栅极既可调制场效应管的源漏电流，又可调制碳纳米管尖端电场，以此提高电流调制灵敏度；3）基于SOI衬底制备，工艺相对简单。本项目将通过理论分析和模拟计算阐明场效应管对单根碳纳米管的限流保护机制和对碳纳米管阵列发射电流的平衡作用，进而探索该结构实现大电流均匀发射的机理；然后优化设计器件结构，并研究器件的制备工艺和场发射性能。本项目的研究为场发射器件的发展开辟了新的道路。