[Ca24Al28O64]4+(4e–)电子化合物的直接合成及热发射性能

摘要：

[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～2.3×1021 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/cm2,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.

关键词：C12A7:e—、钙热反应、热发射

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资助基金：国家自然科学基金 51371010, 51572066, 50801002 资助的课题

在线出版日期：2019-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：246-251