纳米石墨晶薄膜的场发射特性

研究了纳米石墨晶的场发射特性，介绍了纳米石墨晶薄膜的制备方法，通过扫描电镜和Raman光谱对纳米石墨晶的结构进行了分析，场发射特性测试表明纳米石墨晶薄膜的场发射阈值电场为1.8V/μm。根据实验结果计算出纳米石墨晶的有效功函数在0.75-1.62eV之间，研究表明纳米石墨晶薄膜具有一些独到的特点，也非常适合场发射显示用冷阴极的制备。     

超纳米金刚石薄膜场发射特性的研究

超纳米金刚石(UNCD)是一种全新的纳米材料，具有许多独特性能。介绍了Si微尖和微尖阵列阴极沉积超纳米金刚石薄膜的工艺及其场发射特性。研究发现，适当的成核工艺和微波等离子体化学气相沉积工艺可在Si微尖上沉积一层光滑敷形的金刚石薄膜；沉积后阴极的电压-电流特性、发射电流的稳定性以及工作在氧气环境下的发射特性都获得明显提高。讨论了超纳米晶金刚石薄膜阴极的发射机理。     

类金刚石薄膜冷阴极场发射研究进展

类金刚石薄膜具有负电子亲和势且易制备,作为冷阴极场发射材料在平板显示领域有潜在的应用价值而引起了人们的极大兴趣。本文对近年来国内外有关类金刚石薄膜制备方法,场发射实验与机理的研究现状进行了综述。     

PECVD多晶金刚石平面薄膜场发射特性

以n-Si为衬底，用PECVD方法淀积了多晶金刚石薄膜。采用以金刚石薄膜为阴极的二极管结构测试了场发射特性，在6V/μm的电场下，场发射电流为5μA。研究了场发射的有效势垒随外加电场的变化，发现在有效势垒随外电场变化的曲线中存在一段平台。从理论上对这种现象进行了研究，分析了电子从Si衬底注入金刚石薄膜的方式，认为有效势垒的平台是由于缺陷能级在金刚石禁带中分布不均匀所致，并由此建立了在注入限制情况下多晶金刚石薄膜的场发射模型。根据模型计算得到有效势垒的理论曲线与实验曲线，反映了相同的变化规律。     

纳米厚度氮化硼薄膜的场发射特性

利用射频磁控溅射方法，在n型(100)Si基底上沉积了不同厚度(54一135nm)的纳米氮化硼(BN)薄膜。红外光谱分析表明，BN薄膜结构为六角BN(h—BN)相(1380cm^-1和780cm^—1)。在超高真空系统中测量了不同膜厚BN薄膜的场发射特性，发现BN薄膜的场发射特性与膜厚关系很大，阈值电场随着厚度的增加而增大。由于BN薄膜和Si基底界面间存在功函数差，使得Si基底中电子转移到BN薄膜的导带，在外电场作用下隧穿BN表面势垒，发射到真空。     

纳米絮状碳膜的制备及场发射特性

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)技术,以CH4和H2为源气体,硅片为衬底制备了碳膜。利用拉曼光谱仪和扫描电子显微镜成功研究了基板偏压、沉积时间、CH4浓度等工艺参数的改变对碳膜絮状结构的影响。通过分析碳膜结构和形貌,得出纳米絮状碳膜的最佳工艺参数。通过电流密度-电场(J-E)曲线和Fowler-Nordheim(F-N)曲线,研究了CH4浓度对纳米絮状碳膜的场发射特性的影响。随着CH4浓度的增加,碳膜的阈值电场逐渐降低,发射电流密度逐渐增加。     

电泳沉积纳米金刚石涂层场发射阴极工艺研究

采用电泳沉积(EPD)制备薄膜的方法,在金属钛片上均匀地涂覆纳米金刚石涂层,经真空热处理,制成场发射阴极.该文主要研究了不同的电泳液配方、电泳电压及电泳时间对涂层制备的影响.实验结果表明,粘度系数较大的电泳液及较低的电泳电压下适当延长电泳时间有利于改善涂层的均匀性和致密性;典型样品开启电场为5.5 V/μm,在20 V/μm场强下的电流密度达到169 μA/cm~2.发光测试表明,发光点密度较大且均匀分布,发光稳定,亮度较高.用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的成份及形貌进行了分析,结合其场发射测试结果,解释了样品性能的差异和变化.     

两种金刚石碳膜的制备及其场发射特性研究

对相同的衬底进行不同的处理后,放入微薄等离子体腔中,在不同的条件下制备出纯平金刚石碳膜和球状金刚石聚晶颗粒碳膜,通过扫描电镜、拉曼光谱、Ｘ射线分析碳膜的形貌与结构,利用场发射二级结构研究两种金刚石碳膜的场发射性能,简单分析了不同碳膜的成因和场发射性能。     

金刚石薄膜场发射显示器

简要介绍了一般ＦＥＤ（场发射显示器）的工作原理,研究了非晶金刚石薄膜低场发射特点,讨论了金刚石薄膜制做场发射器的可行性;指出利用金刚石薄膜和阳极选择的方法可对Ｓｐｉｎｄｔ ＦＥＤ进行改进,从而使平面ＦＥＤ更容易实现。     

微米金刚石聚晶薄膜场发射点的研究

采用微波等离子化学气相沉积方法,以甲烷和氢气为反应气体,在镀有金属钛的陶瓷衬底上,制备了微米金刚石聚晶薄膜.利用扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱对薄膜的化学组成、微观结构和表面形貌进行了表征.用二级结构的场发射仪和扫描隧道显微镜研究了薄膜的场发射性能,结果表明微米金刚石聚晶薄膜发射点主要来源于聚晶颗粒.进一步研究了单个聚晶颗粒表面不同区域的发射性能,发现多种因素对场发射的性能有影响.     

金刚石/银复合材料:制备、电泳沉积及场发射性能研究

采用化学镀银的方法,制备了银包覆的金刚石复合材料,并利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼(Raman)光谱对样品的形貌和微结构进行了表征。利用电泳沉积的方法,制备了均匀的金刚石/银复合材料薄膜,场发射测试结果表明,在22 V/μm的电场下,金刚石/银复合材料的发射电流密度可达23.7μA/cm2;而在26 V/μm的电场下,高压金刚石薄膜的发射电流密度仅为0.2μA/cm2。与高压金刚石薄膜的场发射结果相比,金刚石/银复合材料的场发射性能有明显的提高。银的存在使银与金刚石界面处形成电子发射区,在外加电场作用下,该区域电子优先隧穿表面势垒逸出到真空,形成场致电子发射。     

金刚石聚晶碳膜场发射的场增强特征研究

利用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD),在镀金属钛的纯平陶瓷衬底上制备出一层微米量级的类球状金刚石聚晶颗粒碳膜。通过拉曼光谱仪、X射线衍射仪分析了碳膜的成分,通过扫描电子显微镜观察了碳膜的外部形貌。最后利用场发射的二级结构装置测试了碳膜的场发射性能。讨论了金刚石聚晶碳膜的场发射机理,得出碳膜场发射性能优异的原因是金刚石聚晶碳膜表面存在强大的场增强现象。     

高亮度金刚石薄膜场发射荧光管的制作

利用微波等离子化学气相沉积法,制备出类球状微米金刚石聚晶薄膜作为场发射阴极材料。通过采用低熔点玻璃粉烧结工艺,从器件封装、器件烧结、器件排气和器件烤消等方面进行了探索和创新,实现了场致发射荧光管的高真空封装。综合采用这套技术,已经研发出的真空场致发射荧光管,在5.45 V／μm电场下,光的亮度达到了11 000 cd／m2。为将来设计制作矩阵寻址场发射平板显示器件奠定了基础。     

Field Emission and Electric Discharge of Nanocrystalline Diamond Films

Nanocrystalline diamond (NCD) films were produced by microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition (MPECVD) using gas mixtures of Ar, H₂, and CH₄. The structural properties, electron emission, and electric discharge behaviors of the NCD films varied with H₂ flow rates during MPECVD. The turn-on field for electron emission at a pressure of 2.66 × 10⁻⁴ Pa increased from 4.2 V μm⁻¹ for the NCD films that were deposited using a H₂ flow rate of 10 cm³ min⁻¹ to 7 V μm⁻¹ for films deposited at a H₂ flow rate of 20 cm³ min⁻¹. The NCD film with a low turn-on field also induced low breakdown voltages in N₂. The grain size and roughness of the NCD films may influence both the electron emission and the electric discharge behaviors of the NCD cathodes.     

金刚石薄膜的形成及其场发射特性研究

研究了金刚石聚晶碳膜的生长过程,以及不同生长阶段碳膜的场发射性能。通过磁控溅射法在陶瓷上镀一层金属钛作为制备碳膜的衬底,将衬底放入微波等离子体化学气相沉积腔中,经过不同的沉积时间制备出一系列的碳膜。利用SEM、Raman光谱仪、X射线衍射仪等仪器,对碳膜进行了形貌与成分分析,最后利用二极结构场发射装置,测试了碳膜的场发射性能。着重讨论了金刚石聚晶碳膜生长过程中的变化,并且对金刚石聚晶碳膜的场发射机理进行了深入研究。     

多孔硅衬底微波CVD金刚石薄膜的制备及其场电子发射

研究了多孔硅衬底微波CVD金刚石薄膜的制备工艺及其场电子发射特性.以多孔硅作为生长金刚石突起阵列的模板,生长出带多微尖的微晶金刚石晶粒,使场电子发射阈值下降(<1V/ μm) ,发射电流增大(>90 m A/ cm2 ) ,场发射性能稳定,并对这种场发射特性做出了理论解释.     

Si和Si尖上纳米金刚石场电子发射性质的研究

研究了Si和Si尖上纳米金刚石场电子发射性质。纳米金刚石是利用热灯丝CVD法合成的，反应气体是CH4、N2和H2的混合物。实验结果表明Si衬底上的纳米金刚石特别是Si尖上的金刚石与多晶金刚石相比，前者极大地改善了场发射性质。场发射电场阈值和电流与金刚石晶粒度密切相关。文中对其结果进行了讨论。