MgO表面的第一性原理研究

MgO薄膜被认为是等离子体显示器件中介质保护膜的最理想材料。本文基于第一性原理的密度泛函理论,结合格林函数G和动力学屏蔽库仑相互作用W纠正和Bethe-Salpeter方程的求解,研究了MgO不同晶面取向表面结构的电子特性和光谱特性。在分析不同晶面取向表面能带结构、态密度分布的基础上,估算了相应的二次电子发射系数。结果表明:(100)、(110)和(111)三种晶面取向,(100)禁带宽度最小,二次电子发射系数最大。而(111)晶面吸附氢原子后,禁带宽度显著减小,二次电子发射系数优于(100)晶面,是高Xe、高气压工作气体下等离子体显示器介质保护层材料MgO的优选取向。激子光谱计算结果表明,MgO表面有强激子效应,有利于外电子发射。合理选择MgO晶面取向,可有效提高等离子体显示器放电效率、降低其着火电压,减小Jitter时间。     

PDP放电单元Si掺杂MgO保护层二次电子发射系数理论研究

采用基于密度泛函理论的原子轨道展开方法的第一性原理计算了Mg1-xSixO体系的电子结构、用SIESTA软件包计算了Mg1-xSixO体系的晶胞结构,体系基态总能,确定了MgO的最优晶格常数。同时,计算了Mg1-xSixO的能带结构、态密度、分波态密度等。针对采用氖氙混合气体的PDP放电单元,分析了Si掺杂对MgO晶体的电子结构以及氖离子和氙离子二次电子发射系数的影响。结果表明,掺入微量的Si(掺杂浓度小于0.06)可提高MgO保护层氖离子和氙离子的二次电子发射系数,其中氙离子的二次电子发射系数的提高尤为显著。同时由分析结果表明,Si掺杂量存在最优化值为0.0185。     

伴有二次电子发射的磁化等离子体鞘层结构特性

建立了包括电子、离子以及器壁发射二次电子的磁化等离子体鞘层流体模型,采用四阶龙格库塔法数值研究了伴有二次电子发射的磁鞘结构特性。模拟结果显示二次电子发射对于弱磁等离子体鞘层中的离子密度影响较大,而对于磁场较强的等离子体鞘层,鞘层中离子密度分布主要由磁场来决定。磁场的存在可以促进器壁电子的发射,磁场的增加或二次电子发射系数的增加都将使得鞘层厚度的减小,同时将导致沉积到器壁的离子动能流发生变化,从而直接影响器壁材料的性能。     

Mg掺杂Cu2ZnSnS4的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对光伏材料Cu₂ZnSnS₄ (CZTS)掺Mg进行了研究。通过建立Mg取代CZTS中Cu、Zn和Sn的点缺陷结构, 计算Mg掺杂缺陷的生成能及对CZTS电子结构的影响。计算结果表明掺Mg不引入深能级缺陷也不改变材料的禁带宽度; 并且富Sn条件更有利于Mg取代Cu形成施主缺陷, 使p型转变为n型。本研究可为CZTS太阳能电池掺Mg的应用研究提供理论基础。     

掺硼浓度对金刚石薄膜二次电子发射特性的影响

掺硼金刚石薄膜具有负电子亲和势和良好的电子运输性能且容易制备,作为冷阴极材料在图像显示技术和真空技术等领域都存在巨大的应用价值,引起人们的广泛关注。采用MPCVD法利用氢气、甲烷和硼烷的混合气体,制备出不同浓度的掺硼金刚石薄膜。结果表明,掺硼浓度影响金刚石薄膜的物相结构、组织形貌,进而影响其二次电子发射性能,当硼烷的流量为4mL/min时,制备的金刚石薄膜质量最好,二次电子发射系数约为90。     

常开型后栅极场致发射显示板工作特性的研究

常开型后栅极场致发射显示板是一种新型的场致发射器件.它直接利用阳极使阴极产生场致电子发射,而通过埋在阴极之下的栅极上施加负电压来阻止阴极产生场致电子发射来调制显示所需的图像.为了研究该场致发射显示板的阴极发射特性,本文采用有限元法对场致发射区域内的电场分布进行了模拟计算,用Fowler-Nordheim(F-N)公式计算了阴极表面的发射情况.并研究了阳极电压、阴极电压、阴调距、阴极宽度和阴极厚度等参数的改变对阴极发射特性和栅极调制能力的影响.计算结果显示阴极发射特性和栅极调制能力与上述电参数和结构参数关系密切,从而为优化设计这种显示器件提供了方向.     

一种新型的表面传导电子发射阴极

本文介绍了表面传导电子发射（SCE）显示技术，提出Bi2O3／C／Cu结构的双薄膜型SCE阴极，并对其制备工艺和发射性能进行讨论。与佳能公司的SCE阴极相比，该结构采用了廉价的方式实现纳米级缝隙的构建，大大减小了激活时间与制备成本。实验表明，薄膜的蒸镀参数对制得的阴极性能有很大影响。通过对工艺参数的优化，得到了稳定、均匀的电子发射，电子发射率达到0．8％，向器件实用化方向迈出了重要的一步。     

铁电阴极材料电子发射机理实验研究(英文)

作为一种新型功能材料,为获得更高的电子发射电流密度和更好的电子束品质,对于铁电电子发射机理的探讨,一直方兴未艾.针对采用锆钛酸铅、钛酸钡和钛酸铋钠这3种不同铁电阴极材料,进行了电子发射实验,并着重对样品电子发射前后的宏微观变化进行了对比分析.认为不同种类的铁电材料遵循不同的电子发射机理,等离子体在发射过程中起着重要作用.对于钛酸钡材料,电子发射以等离子体致电子发射为主;对于钛酸铋钠材料,电子发射以快极化反转电子发射为主;而对于锆钛酸铅材料,2种机理作用兼而有之.     

退火对Al-Al2O3-Ti/Au金属-绝缘体-金属电子源发射特性的影响

研究了退火工艺对金属-绝缘体-金属(MIM)器件(Al-Al2O3-Ti/Au结构)的发射特性的影响。在对MIM器件Ti/Au顶电极进行退火处理后,金属离子渗入绝缘层形成掺杂,器件发射电流密度提高,有效发射面积增大,并有较高发射效率,在加速电压200 V,器件偏置电压13.5 V时电子发射电流密度达到1056.6μA/cm2,最大发射效率为4.7%,最优退火温度为300℃。在对MIM器件的Al底电极进行退火处理后,可以减小电化学氧化的电解质掺杂,提高器件发射寿命,器件工作于非电形成状态,电子发射电流密度波动小。对Al底电极的单独退火可使器件同时具有发射大、稳定性好的优点,在提高MIM发射性能的同时,缩短了器件制备周期。     

Mn与N共掺ZnO铁磁稳定性及其电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法,结合广义梯度近似研究了过渡金属Mn掺杂ZnO与(Mn,N)共掺ZnO的电子结构和磁性。对Mn掺杂ZnO不同构型的相对能量进行计算,结果表明Mn掺杂ZnO的最稳定构型具有反铁磁相互作用。另外,对(Mn,N)共掺ZnO不同构型的相对能量进行计算,结果表明引入N后,Mn与N铁磁性相互作用时,(Mn,N)共掺ZnO体系处于最低能量状态。这主要是由于Mn 3d电子与N 2p局域束缚的电子形成的磁性束缚激子诱导了Mn、N共掺ZnO薄膜室温铁磁信号的产生,并且最稳定的铁磁构型为-Mn-N-Mn-复合体,具有明确的团簇趋势。     

镍硅颗粒膜的表面传导电子发射特性

本文提出采用镍硅颗粒薄膜作为表面传导电子发射显示的发射体材料,通过光刻和磁控溅射在两电极(10μm间隙)之间制备30 nm厚的镍硅颗粒膜。施加三角波电压进行电形成工艺,并测试了器件的电学特性。获得主要结果有,在器件阳极电压2000 V和器件阴极电压13 V的作用下,可以重复探测到稳定的器件发射电流,并且随器件阴极电压的增加而明显增加,最大的发射电流达到了1.84μA(共18个单元);电形成过程中,单个发射体单元的薄膜电阻从13Ω增加到10913Ω;通过对器件发射电流的Fowler-Nordheim结分析,可以确定电子发射机理属于场致电子发射。     

Cu掺杂ZnO的光致发光光谱

ZnO是宽禁带半导体,室温下禁带宽度为3.37eV,激子束缚能高达60meV,是制备光电器件的优选材料。然而,p型掺杂仍是亟待解决的问题。ⅠB元素Cu被认为在ZnO中产生受主能级,可以实现ZnO的p型掺杂。综述了各种制备方法、制备条件和激发条件下得到的Cu掺杂ZnO薄膜、纳米线和纳米棒的光致发光谱和机理,总结出Cu掺杂ZnO光致发光谱的带边发射会因为Cu的掺杂强度降低,或出现发射中心红移等现象。可见光区域由于Cu掺杂会产生新的蓝光、绿光和橙光发射峰,蓝光发射峰可能与Cu2+-Cu+跃迁或VZn和Zni有关;绿光发射峰可能与Cu杂质或VO-VZn跃迁有关,Cu掺杂还可能引入非辐射复合的点缺陷中心;橙光发射峰则可能由于Cu杂质受主能级向深施主能级跃迁而产生。     

10英寸场助热电子发射显示屏的制作

讨论了金属-绝缘体-半导体-金属结构的场助热电子发射显示(FAHED)器件的制作原理,简述了Mo/Ta2O5/ZnS/Au结构的10英寸FAHED的制作.通过电子束蒸发具有低功函数的上电极材料,适当控制其厚度,并且控制半导体层合适的厚度和成膜条件可以提高器件的电子发射率至0.3%.     

平板显示用场发射冷阴极材料

简要介绍了场致发射显示器件的结构和原理,全面总结了人们正在研究的各种场发射冷阴极材料,其中主要包括金属场致发射阵列、硅场致发射阵列、金刚石及其相关薄膜、碳纳米管和纳米纤维、一维纳米材料、碳化物、氮化物薄膜等.并展望了场致发射显示器件的发展前景.     

基于Alq3及蒽类衍生物的微腔顶发射有机发光器件

制做了具有微腔结构的绿色和蓝色有机顶发射电致发光器件.利用Alqs和TBADN:3%DSAPh材料为发光层,Ag为阳极反射层,ITO为腔长调节层,Al/Ag为半透明阴极,电极的透射率在30%左右.通过改变ITO层的厚度,Alq3器件得到了不同颜色的发光光谱,实现了对光谱的调节作用;TBADN:3%DSAPh器件获得了纯度较高的蓝色发光光谱,色坐标为(0.141,0.049),半高宽为17nm发光光谱,实现了窄带发射.文章对微腔顶发射器件的发射强度和发光光谱半高宽的结果进行了分析.     

ZnO薄膜p型掺杂的研究进展

<正>作为第3代新型宽禁带Ⅱ-Ⅵ化合物短波长半导体材料的氧化锌(Zn O),具有3.37e V的禁带宽度和较小的波尔半径(1.8nm)以及高达60me V的激子束缚能,可以使Zn O在室温下实现有效的激子发射,在制备蓝光或紫外光等光电器件上比氮化镓(Ga N)更有优势,展现出更广阔的应用前景[1]。Zn O具有极高的c轴择优取向,本征Zn O具有极的高电阻,使它具有良好的压电常数与机电耦合系数,     

不同作用距离下玻璃纤维增强的氰酸酯基复合材料表面等离子体活化研究

用等离子体处理技术对不同作用距离下的玻璃纤维增强的氰酸酯基复合材料表面进行活化处理,通过对处理前后的材料表面进行接触角、表面能、表面形貌、红外光谱等宏观微观性能的对比分析,获得了不同距离下等离子体表面活化处理的作用规律。结果显示:在同一工作电压下,随着作用距离的增加,材料表面的接触角越来越大,表面能随着作用距离的增加而降低,材料表面浸润性和表面能显著提高;表面形貌显示,等离子体活化处理之后,表面树脂碎片颗粒变小,露出了玻璃纤维,粗糙度增加,并且随着作用距离的减小,粗糙度增加的程度变大;红外光谱显示等离子体活化处理后复合材料表面酯基C—O键断裂,酯基数量降低,而硝基、酮基、羧基、醇羟基的数量相应的增加,表面极性增强,随着作用距离的增加,材料表面增加的硝基、酮基、羧基、醇羟基等官能团的数量也越来越少。     

基于离子交换技术的表面传导电子发射源制备

本文介绍了采用离子交换技术制作表面传导电子发射源的原理和方法,应用离子交换技术制作了发射材料为金属Pd的表面传导电子发射源。分别研究了加电形成工序和激活工序中器件电流、发射电流随器件电压的变化规律,测试了电子发射性能,结果表明:发射电流存在阈值电压,即在器件电流达到最大值时的器件电压;最大发射效率有一个电压区间,在这个电压区间内,器件电流处于最低平台阶段,而发射电流达到稳定高电流阶段。     

第一性原理研究PDP放电单元MgO保护层各种空缺对二次电子发射系数的影响

基于密度泛函理论的第一原理赝势法,研究了PDP放电单元中MgO保护层在形成氧空缺后的电子结构的变化.通过对能带结构和态密度分布的计算,可以看到MgO形成氧空缺后在禁带中引入了能级.本文计算了完整MgO以及含F、F~+、F~(2+)空缺的MgO晶体,得到不同能带结构和态密度分布,同时计算了相应的二次电子发射系数.结果表明空缺的形成,可有效提高二次电子发射系数,其中形成F空缺的MgO晶体的二次电子发射系数最大.     

新型钙镁铝合金阴极对红光OLED性能的影响研究

采用不同比例的Ca/Mg/Al合金和纯Ca/Al合金阴极分别制备结构为ITO/Mo O_3(30nm)/NPB(40nm)/TCTA(10nm)/CBP:R-4B(30nm)/TPBI(10nm)/Alq3(30nm)/Ca:Mg(X%):Al(100nm)和ITO/Mo O3(30nm)/NPB(40nm)/TCTA(10nm)/CBP:R-4B(30nm)/TPBI(10nm)/Alq3(30nm)/Ca:Al(100nm)的红光有机电致发光二极管(OLED)器件及其对应的电子型器件,研究了阴极材料对器件的影响。结果发现,Ca/Mg/Al合金阴极可以提高阴极发射电子能力。当Mg掺杂质量比为20%时,器件具有最优性能,在电压为13 V时,发光亮度为10250 cd/m2,电流密度为57.099 m A/cm2,最大电流效率为18.8426 cd/A,效率较高且滚降比较平缓。原因为载流子注入比较平衡,形成了较多的激子。