sp1杂化型白碳薄膜制备及其结构与特性研究

White carbon films with sp1-hybridization of carbon were synthesized by microwave plasma chemical vapor deposition. Mechanism and optimal prepared condition of the films are investigated. Micro-structure, and band structure of the prepared films are researched.On the basis,characteristics of electron transimission, field electron emission, and electron magnetic of the white carbon films are discussed. White carbon materials owns special band strucuture of sp1-hybridization.White carbon materials exhibits good electron transimission and good field electron emission. This work not only has science meaning, but also has important practical value in electron science field as a functional materials.

采用微波等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法制备sp1杂化型白碳薄膜材料；探索sp1杂化型白碳薄膜的最佳生长条件及生长机理；研究薄膜的微观结构、能带结构。在此基础上，研究白碳薄膜的电子发射特性。和金刚石（sp3杂化）、石墨（sp2杂化）等碳材料相比，白碳材料有着更为特殊的键价结构，属于sp1杂化。这意味者白碳材料的基本结构单元是一些一维碳链。由于在白碳材料中sp1杂化碳链上每个碳原子有两个π电子，电子与声子的强耦合将呈现 "soliton"现象，从而导致电子沿碳链具有极高迁移速度。和碳纳米管相比，白碳材料有可能具有更为优异的电子传输特性。我们的研究工作证明白碳材料还具有优异的电子发射特性。因此，该项研究工作不仅具有科学意义，而且在电子科学等领域作为一种新的功能材料具有重要应用价值。

采用微波等离子体增强化学气相沉积法制备了sp1杂化型白碳薄膜材料；研究了sp1杂化型白碳薄膜材料的生长条件及机理；研究了薄膜的微结构和表面形貌。对于白碳薄膜材料的制备，提出了Ti的固态催化模型。以所制备的白碳薄膜为冷阴极,进行了场致电子发射特性研究,研究表明,该薄膜具有良好的场致电子发射特性,在微电子领域具有广阔的应用前景。利用炔烃催化缩聚法合成白碳粉末，研究了改变六水氯化钴（II）的用量、反应时间对白碳粉末产量的影响，获得了炔烃催化缩聚合成白碳粉末的优化合成条件，并利用SEM、XRD、Raman等测试手段对所合成的粉末样品的表面形貌和结构进行了表征。