通过丝网印刷将四针状纳米氧化锌(tetrapod-liked zinc oxide nanoneedles, T-ZnO)转移到电极表面, 采用旋涂的方法在T-ZnO阵列上方形成连续的、悬浮结构的还原石墨烯(reduced graphene oxide, rGO)层薄膜, 制备出以T-ZnO为支撑层的T-ZnO/rGO复合薄膜冷阴极。实验表明: 相对于T-ZnO阴极, T-ZnO/rGO薄膜阴极发射电流密度提高、开启场强与阈值场强降低, 其开启场强为2.5 V/μm (电流密度10 μA/cm2), 阈值电场为3.8 V/μm (电流密度为1 mA/cm2), 具有良好的场发射性能。

研制了一种碳纤维分布具有高取向性的碳碳复合材料,并采用该材料制作的阴极开展了相对论速调管放大器的实验研究。实验结果表明: 碳碳复合阴极爆炸发射的点火机制以尖端场增强为主,运行1000发后碳纤维结构稳定,重复频率25 Hz运行时输出微波功率大于1 GW,脉冲宽度大于100 ns,阴极发射电流密度约3.82 kA/cm2。碳碳复合阴极在启动速度、电流延迟时间及阻抗特性等方面性能还有待进一步的研究。

采用丝网印刷技术制备四针状氧化锌(tetrapod-liked zinc oxide nanoneedles, T-ZnO)场发射阴极, 通过向T-ZnO阴极表面电泳沉积碳纳米管(carbon nanotube, CNT)薄膜制备了T-ZnO/CNT复合阴极。扫描电子显微镜观察表明: 与T-ZnO阴极相比, T-ZnO/CNT复合阴极与衬底电极之间具有较大的有效接触面积。采用二极场发射器件结构研究T-ZnO和T-ZnO/CNT的场发射特性, 实验表明: 相对于T-ZnO阴极, T-ZnO/CNT复合阴极发射电流密度大、开启场强与阈值场强低、发射点密度高, 且具有良好的工作稳定性。

重复频率爆炸发射阴极(EEC)是产生高功率重复频率强流电子束的关键。阐述了爆炸发射的尖端场增强和闪络引发机制，分析了影响EEC重复频率运行的因素，综述了EEC研究现状并总结了几种EEC特性，指出实现重复频率发射阴极的方法在于探索新型材料和改进结构。提出采用六硼化镧(LaB6)作为EEC材料和适用于“单焦斑”多幅闪光照相工业冷阴极二极管(IXD)的新型阴极结构--轮辐状金属铁电陶瓷复合阴极，并对其前景进行展望。

制备了一种采用多层氧化物复合阴极的透明OLED，器件结构为：ITO/ MoO3(10 nm) /NPB(60 nm)/Alq3(65 nm)/ Al(1 nm)/ MoO3(1 nm)/Al(X nm) /MoO3(30 nm)。所采用的复合阴极结构为MoO3/Al/ MoO3 (MAM)，同时在复合阴极(MAM)与电子传输层(Alq3)中间插入一层厚度为1 nm的Al中间层，该薄Al层一方面提高了电极与有机层间界面的平整度，同时增强了电极的导电性；另一方面，在电子传输层与中间层Al薄膜之间形成了良好的欧姆接触，提高了电子的注入能力。改变MAM结构中Al的厚度，获得该透明OLEDs的最佳性能，在Al的厚度为18 nm时器件亮度最高，为2 297 cd/cm2。