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。     

场发射三极管

引言自真空管发明以来,三端放大器件只有两种重大改进——50年代中期,发明的锗和硅双极晶体管,使频率获得数量级增长;70年代中期发明的砷化镓场致发射三极管(FET),使频率扩展到500Hz,并进入了砷化镓平板单片微波电路和毫米波电路的新时代。新的材料系统及更短的脉冲推动FET技术向前发展,对于功率和效率来说。目前最佳的固态三端器件是假晶高迁移率晶体管     

真空微电子三极管几何参数的设计考虑

真空微电子三极管是近年来兴起与发展的真空微电子学中的一类重要器件。本文从真空微三极管的工作特性出发,分析了这类器件中所需考虑的几何参数和工作特性的关系,并给出了一些理论和实验公式,为今后的设计提供一些参考。     

硅场发射阴极阵列的储存效应研究

本文研究了硅场发射阴极阵列的储存效应，发现长期储存会使其性能下降。     

硅场发射二极管阵列的实验研究

介绍了Ｐ型硅场发射二极管阵列的工艺与实验研究，并讨论了硅发射体表面薄氧化层对其伏安特性的影响。     

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。     

平面型纳米真空三极管的计算机模拟

平面纳米真空三极管只需要平面工艺,与现有的微电子工艺兼容,与基于经典Spindt阴极的真空微电子三极管相比,具有工艺相对简单等特点,同样具备纳米真空电子器件抗辐射、温度稳定性好等优点。本文采用粒子模拟方法对平面型纳米真空三极管的场发射特性进行了计算机模拟研究,模拟中考虑了空间电荷的影响。典型器件的模拟结果表明,平面型纳米真空三极管具有信号响应速度快,工作电压较低等优点。研究了该三极管结构中的尖端曲率半径、尖端相对高度、栅极电压和阳极电压对场发射特性的影响,有助于设计和优化该类器件结构。这种平面型纳米真空三极管可望成为真空集成电路的基础器件,并在卫星等航空航天领域等需要抗辐射领域获得应用。     

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。     

三极结构场致发射显示器件的制作

利用钙钠玻璃作为阴极和阳极面板,并采用低熔点玻璃粉进行高温烧结,制作了三极管型的碳纳米管阴极场致发射平板显示器件样品。高效的烧结排气工艺提高了器件的制作成功率,避免了碳纳米管阴极和阳极荧光粉的损伤。改进的消气剂装配确保了器件的良好密封性能。整体显示器件具有高的显示亮度和低的制作成本。     

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。     

基于场发射三极管结构的离子轰击分析

离子轰击影响场致发射器件的稳定性和工作寿命。本文以碳纳米管场发射三极管结构为例模拟了气体—电子碰撞电离产生的正离子回轰阴极的全过程，对模型中的平面阴极受损的位置和程度进行了的分析；为了减小离子轰击的影响，在三极管中引入了第二栅极利用其离子陷阱效应，并模拟了使用第二栅极后正离子回轰阴极的全过程和阴极受损情况。模拟结果证明，加入离子陷阱结构后可以明显改善场致发射三极管的离子轰击问题。     

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。     

碳纳米管膜场发射三极管的制备及特性研究

对多壁碳纳米管薄膜作为阴极的真空三极结构发光管器件进行了初步研制.研究了器件结构及场发射特性.研究证明碳纳米管薄膜是一种性能优良的冷阴极材料.采用CNTs薄膜为阴极的真空发光管器件可以在10-6～10-7 Pa的真空度下稳定工作,并在较低的阳极工作电压下获得较大的电流.在阳极电压为5.8 kV,栅压为750 V时,在3 cm2发射面积上,可获得1.1 mA的电流值.器件的发射电流较稳定,且亮度达到1.8X103 cd/m2,十分适用于户外大屏幕显示.     

Highly Electron Transparent Graphene for Field Emission Triode Gates

The enhanced emission performance of a graphene/Mo hybrid gate electrode integrated into a nanocarbon field emission micro‐triode electron source is presented. Highly electron transparent gate electrodes are fabricated from chemical vapor deposited bilayer graphene transferred to Mo grids with experimental and simulated data, showing that liberated electrons efficiently traverse multi‐layer graphene membranes with transparencies in excess of 50–68%. The graphene hybrid gates are shown to reduce the gate driving voltage by 1.1 kV, whilst increasing the electron transmission efficiency of the gate electrode significantly. Integrated intensity maps show that the electron beam angular dispersion is dramatically improved (87.9°) coupled with a 63% reduction in beam diameter. Impressive temporal stability is noted (<1.0%) with surprising negligible long‐term damage to the graphene. A 34% increase in triode perveance and an amplification factor 7.6 times that of conventional refractory metal grid gate electrode‐based triodes are noted, thus demonstrating the excellent stability and suitability of graphene gates in micro‐triode electron sources.     

楔形发射体的电子场发射理论

本文提出楔形发射体的电子场发射理论并给出计算实例；该理论以单原子发射点假设为基础，用经典电动力学方法计算楔形发射体的隧道势垒，然后用Ｎｕｍｅｒｏｖ方法计算其透射系数，最后用到场发射体伏安特性。     

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。     

场发射显示器发展动态

概述场发射显示器件的原理，结构和制作工艺及发展水平。展望ＦＥＤ的前景并介绍了国际上围绕ＦＥＤ展开的激烈竞争。