刻蚀型介质后栅FED器件的研究

针对后栅型场致发射显示器(FED)器件介质层制作困难的问题,提出采用刻蚀型介质制作后栅型FED器件.该器件采用普通银浆制作栅极电极,以刻蚀型介质制作介质层,采用感光银浆制作阴极电极,并作为介质刻蚀的掩膜层,CNT为阴极发射材料.器件耐压测试结果表明该介质层耐压性能良好,场发射测试结果表明该器件场发射性能优良.     

三级碳纳米管场发射显示屏的制作研究

利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射显示屏是一种新型的平板器件。介绍了三极结构碳纳米管场致发射显示屏的工作原理，基本结构以及寻址方式。重点讨论了在制作器件方面所存在的真空封装问题，荧光粉制作问题以及绝缘隔离层问题，在提出一种新型结构栅极制作工艺的基础上，成功地制作了三极碳纳米管场发射显示屏器件。     

碳纳米管阴极平板显示器的工艺研究

碳纳米管场致发射显示器是一种新型的真空器件，也是一种具有巨大应用潜力的平板型显示设备。本文详细地介绍了碳纳米管场致发射原理，给出了碳纳米管阴极平板显示器的基本结构和工作原理，对于显示器件的真空封装，碳纳米管阴极装配，控制栅极制作等工艺问题进行了阐述和研究。采用这些技术，已经研制出了碳纳米管阴极场致发射显示器的样品。     

碳纳米管场发射显示器中栅极技术的研究

碳纳米管场发射显示器件的研究已在各个国家开展了许多年，但仍然有很多的问题亟待解决，如碳纳米管作为阴极发射材料的发射均匀性、开启电场、栅极结构的制作、荧光屏制作、真空封装等困难。本文研究了碳纳米管场发射器件的几种结构、特性及其制作工艺，重点阐述了前栅极结构碳纳米管场发射显示器件中在栅极制作和阴极材料装配的瓶颈，并提出了一种栅极制作和阴极保护的方法，并运用此方法在实验室制作了三极结构器件进行验证，有效地解决了制作前栅极结构的困难，为制作大面积碳纳米管场发射显示屏提供了可行性方案。     

三极碳纳米管场发射显示屏的制作研究

利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射显示屏是一种新型的平板器件。介绍了三极结构碳纳米管场致发射显示屏的工作原理,基本结构以及寻址方式。重点讨论了在制作器件方面所存在的真空封装问题,荧光粉制作问题以及绝缘隔离层问题。在提出一种新型结构栅极制作工艺的基础上,成功地制作了三极碳纳米管场发射显示屏器件。     

钼尖场致发射阵列阴极的性能研究

利用微细加工技术和双向薄膜沉积技术对钼尖场发射阵列阴极的工艺进行了较为细致的研究，并在专用的真空系统中对所得阵列阴极的发射性能进行了测试，得到了一定的场致发射电流密度值。测试中采用数据采集系统监测栅极电压、阳极电压、阳极电流和栅极电流，测量了阴极阵列的发射稳定性和发射噪声。对发射的失效机理进行了实验研究和分析，认为发射失效的主要原因在于栅极和基底之间的漏电，尖锥和棚极孔间的暗电流，电极间的放电和放气，以及环境真空度和尖锥的均匀性等。所得结果以进一步开展有射频器件和显示器件方面的应用研究打下了一定基础。     

新型三极碳纳米管场发射器件的研究

采用催化剂高温分解方法制备了碳纳米管薄膜阴极。利用优质云母板作为绝缘材料．结合简单的丝网印刷工艺制作了新型的栅极结构。详细地给出了新型三极碳纳米管场发射器件的制作工艺．对场致发射的机理进行了初步的讨论。采用这种新型的栅极结构．不仅极大地降低了总体器件成本．同时避免了碳纳米管薄膜阴极的损伤．提高了器件的制作成功率。所制作的三极结构平板场发射器件具有良好的场致发射特性和栅极控制能力。     

基于计算机仿真的ZnO场致发射显示器的研究

在Spindt结构仿真方法的基础上,将四针状纳米ZnO近似处理成尖锥结构,采用C语言程序编程,求解电位、电场分布、电子运动轨迹及发射电流密度。通过计算机模拟仿真,分析了栅极孔径、栅极电压以及阳极电压等对显示器性能的影响。在理论优化设计指导下,采用丝网印刷制作带孔的介质层,用电泳方法在阴极电极上沉积ZnO发射体,制成孔状金属栅三极结构显示屏。测试了显示器的电子发射调制性能,实验表明采用计算机仿真设计的三极结构ZnO场致发射显示器具有良好的场致发射性能。     

低电子亲和势内场发射阴极

平面阴极的场致发射显示器件由于性能优越、结构简单而具有很好的应用前景。这种器件要实用化,急需提高阴极的电子发射率。提出一种改进栅极结构的方法达到提高电子发射率的目的;介绍了双金属栅极的结构和制作工艺;阐述了利用两种金属的接触电位差降低阴极电子发射势垒的原理;解释了实验中低驱动电压时发射率提高较多的现象。与单金属极相比双金属栅极的阴极电子发射率提高了5倍以上。     

真空微电子器件发射稳定性和可靠性概述

解决真空微电子器件的稳定性和寿命问题，可以扩大场臻发射器的应用范围。本文概述了影响真空微电子场致发射阴极阵列发射稳定性的几个因素，认为阴极材料和功函数是决定真空微电子器件发射稳定性的主要因素。最后提出了解决发射稳定的几个建议。     

Stable field emission from planar-gate electron source with MWNTs by electrophoretic deposition

A planar-gate electron source with multi-wall carbon nanotubes (MWNTs) has been successfully fabricated by conventional magnetron sputtering, lithography and electrophoretic deposition (EPD). The optical microscopy showed that he MWNTs purified in H₂SO₄/HNO₃ solution were selectively deposited on cathode. High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) images and Raman spectra demonstrated that some MWNTs was destroyed and generated some defect. Field emission results indicated that the emission current of this triode structure is completely controlled by gate voltage. The turn-on voltage of electrophoretic deposited MWNTs cathode at current density of 1 μA/cm² was lower than that of screen printed MWNTs cathode besides better emission uniformity. In addition, the emission current fluctuation was less than 3% for 400 min. All the results indicate that the fabricated electron emission source has a good field emission performance and long lifetime.     

Carbon Nanotube-Based Triode Field Emission Lamps Using Metal Meshes With Spacers

We fabricated a carbon nanotube (CNT)-based triode field emission flat lamp with a gated emitter structure, which is composed of a metal grid with a spacer as a gate, a cathode electrode layer, and a CNT layer. The metal mesh was designed with trenches and numerous holes to make a gap between gate and cathode electrodes and to provide electrons with a highly efficient passage. We observed that this metal mesh decreased the vibration and leakage current owing to high electric field generated from anode. As a result, the uniformity and stability of this field emission lamp was improved     

基于InOx纳米岛／C的栅控薄膜电子发射阴极

介绍了基于InOx纳米岛／C的栅控薄膜电子发射阴极,并对其制备工艺和发射性能进行讨论。引入射频溅射的ZnO作为通道层,并在其上沉积InOx纳米岛以及无定型碳薄膜层。InOx纳米岛状结构引入了InOx／C复合活性层的不均匀性;在栅极以及源漏极电压的作用下,当有足够的传导电流通过InOx／C复合层时,通过电流热效应作用,复合层的某些导电通道被烧断,形成电子发射区域。本结构可以通过栅极电压来控制传导电流的有无,从而控制阴极电子发射的有无。     

带电子聚焦的氧化锌场发射背光源

液晶显示需要低功耗、均匀度好的光源作为背光源。为了降低功耗,提高显示图像质量,未来的液晶显示需要实现对背光源进行时间与阵列调制。对比现有的液晶显示用背光源,研究制备了氧化锌场发射光源。该光源采用氧化锌纳米针作为场发射阴极,采用平面栅极作为门电极调制结构实现亮度的连续可调,通过带有氧化镁二次电子发射层的金属栅网对电子进行聚焦实现光源的均匀照度。实验结果表明,带电子聚焦的氧化锌场发射光源具有较低的开启场强(1.1V/μm),较小的电压调制区间(小于150V),较高的发光强度(大于1 000cd/m2),且基于电子聚焦结构的设计,实现了光源的均匀稳定照度,可以提高液晶显示的图像质量。带电子聚焦结构的氧化锌场发射光源,既可实现对发光的时间与阵列调制,同时能提高发光的均匀性,将可作为液晶显示的理想背光源。     

电泳法制备场发射阴极的性能优化研究

电泳法是一种新型的大面积碳纳米管场发射阴极制备方法。文章在成功地用电泳法制备了适用于场发射显示器的碳纳米管阴极基础上,通过选用不同的碳纳米管原料、改变电泳条件等方法,进一步优化碳管阴极的性能。使用不同方法制备的碳纳米管配置电泳液,由于制备方法和碳管本身的特性,管子在电泳溶液中呈现不同的分散性。碳管管径较粗时由于表面自由能相对小,所以碳管在溶液中不易形成团聚物,电泳沉积的阴极会均匀平整;管径小的碳管则由于容易团聚,需要加入表面活性剂来改善其在电泳溶液中的分散性。场发射特性和发光显示图实验结果发现,即使得到相同均匀平整的阴极,但是由于碳管本身的发射能力的差异性最终导致电泳沉积得到的阴极的场发射特性的不同。另外,电泳的实验条件也会对沉积的阴极的场发射性能和形貌产生影响。在不同电泳直流电压条件下,碳管薄膜的密度分布和厚度不同,呈现出不同的场发射能力,结果表明当电压值在25V时可以得到性能最佳的场发射阴极。     

电泳法制备平栅极碳纳米管场发射阴极及场发射特性研究

采用电泳法在ITO玻璃基板上选择性制备了碳纳米管(CNTs)阴极薄膜,采用电子扫描(SEM)分析了CNTs薄膜的表面形貌,并测试了碳纳米管阴极的场致发射特性.结果表明,利用电泳法制得的碳纳米管阴极薄膜均匀性、致密性良好,且具有较大发射电流密度;通过控制共面栅控CNTs场发射阴极的栅极电位能够有效控制阴极的场发射电流密度...     

GaAs阴极激活铯源质量对成像器件性能的影响

为了解决三代微光器件研究中出现的阴极灵敏度低、光电发射不均匀、稳定性差等问题,重点开展了铯源质量对阴极性能产生影响的试验研究。结果表明,激活铯源纯度、装配结构、铯源与阴极距离对阴极光电发射灵敏度、均匀性影响最大。铯源出口孔径多少大小及射出方向是阴极产生暗班的主要原因。在铯源材料成分结构与阴极距离确定之后,阴极灵敏度的高低主要决定于对铯源的除气工艺,通过对铯源除气工艺进行优化,制备出了阴极灵敏度大于1700μA/lm三代微光器件。     

利用有机覆盖层提高OLED出光效率

将Alq作为覆盖层真空蒸镀到玻璃基板后制作底发射有机电致发光器件(OLED),所制备的器件结构为:Glass/Alq(xnm)/Al(15nm)/MoO3(30nm)/NPB(60nm)/Alq(65nm)/LiF(1nm)/Al(150nm)。通过研究器件光辐射特性曲线,可以看出覆盖层厚度的变化引起光的干涉效应的变化是导致电致发光变化的原因,广角干涉和多光束干涉之间的相互作用可以通过覆盖层的厚度来调节,并且半透明的Al膜做阳极,将覆盖层蒸镀到阳极之外玻璃基板上,半透明的铝膜和覆盖层与阴极组成微腔器件,通过改变覆盖层的厚度调节微腔的腔长,使OLED电致发光光谱的中心波长发生红移。     

横向场发射三极管

利用薄膜边缘场发射阴极设计的三极管、阴极、栅极和阳极是平面结构，因此极间电容小，适合应用于高速和高频电路。它在工艺上与半导体器件兼容，工艺比较简单，是真空微电子集成电路中的有源器件，它有着广泛的应用前景。     

电子跳跃结构场发射阴极的电子通过率研究

针对一种基于二次电子发射的跳跃电子阴极三极管结构进行了研究，这种特殊结构可以有效地提高了电子注电流密度。并减小受残余气体离子的对阴极轰击造成的阴极发射跌落。对应用碳纳米管场发射的跳跃电子阴极的三极管结构的电子通过率的研究，提出了的栅网上蒸镀高二次电子发射系数的介质膜的方法，可以有效地解决栅网的截获问题，提高电子通过率。