氮气流量对氮化碳薄膜场致发射特性的影响

采用直流磁控溅射的方法,以镀Ti瓷片为衬底,改变N\-2和Ar的流量比,在衬底温度为400℃条件下制备了氮化碳薄膜,并对其场致发射特性进行研究,样品的开启电压为2.67V/μm,最大电流密度为17.31μA/cm2,比在同一系统制备的碳膜和用阴极电弧技术制备的氮化碳薄膜有更好的场发射特性.结果表明溅射气体中氮气含量对氮化碳薄膜的场发射特性有较大的影响.     

衬底偏压对磁溅射生长氮化碳薄膜的影响

采用非平衡磁溅射方法，在不同衬底偏压条件下，在Ｓｉ（００１）衬底上制备出氮化碳薄膜．实验发现，氮化碳薄膜的沉积率取决于衬底偏压．通过对红外、电子能量损失谱的测试分析发现，衬底偏压对氮化碳薄膜中原子间的键合情况也有一定的影响．     

衬底温度对磁溅射生长氮化碳薄膜的影响

通过非平衡磁溅射方法和改变衬底温度，在单晶Si（001）衬底上制备氯化碳薄膜材料．实验结果表明，氮化碳薄膜的沉积率、氮原子质量分数皆与衬底温度有关，薄膜中的氮原子与处于sp2和sp3杂化状态的碳原子相结合．随着衬底温度的改变，氮原子与处于这两种状态的碳原子结合的比例也发生改变．     

低温淀积纳米非晶碳薄膜的场发射特性研究

以n型 ( 10 0 )Si为衬底 ,用CH4 和H2 作反应气体 ,在 150℃的衬底温度下淀积了非晶碳平面薄膜 .SEM照片和AFM均显示该薄膜具有很好的均匀性 ,非晶碳粒的尺寸为 90～ 10 0nm .喇曼谱分析表明 ,薄膜的主要成分为SP2 非晶碳 .对样品薄膜的不同区域进行了场发射特性的测试 ,各被测区域的场发射特性表现出很好的一致性 .在不同电压下进行了发光测试 .实验表明 ,样品薄膜的开启电场很低 ,约为 4V/ μm ,在 7V/ μm的电场下 ,场发射电流密度为 0 0 16A/cm2 ;用迭代法计算得薄膜的功函数为 0 65V .通过对样品的实际发射面积估算 ,得出发射点密度为 6× 10 4cm- 2 .     

氮化碳薄膜的应用研究

探讨了氮化碳(CNx)薄膜在空间领域中的应用．用电子束蒸发离子束辅助沉积的方法制备的氮化碳薄膜，对其结构和成分进行了分析，并用地面模拟设备进行了耐原子氧腐蚀和防冷焊试验，结果表明氮化碳薄膜具有较好的防冷焊性能，掺有Ti和Sn的碳氮膜具有很好的防原子氧性能．     

金刚石聚晶薄膜制备及其电子场的发射性能

微波等离子体化学气相沉积是制备微/纳米结构的方法之一,使用该方法在陶瓷衬底上制备微米金刚石聚晶材料薄膜。利用扫描电子显微镜表征了材料的表面形貌,单元尺寸一致,分布均匀。使用X射线衍射和拉曼光谱分析了薄膜的结构,测试了薄膜材料的电子场发射性能。数据表明:制备的薄膜材料开启电场为1.25V/μm,在2.55V/μm的电场下,其电子场发射电流密度达到6.3mA/cm2。     

CN_x薄膜的制备及电子结构

采用反应溅射方法制备了氮化碳薄膜,研究了反应气体压力、溅射功率对薄膜形成的影响,并用Ｘ射线电子能谱（ＸＰＳ） 和富里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）对样品的电子结构进行了分析．结果表明：反应气体Ｎ２ 的压力太高或太低、溅射功率太大或太小,均不利于氮化碳膜的形成;在Ｎ２ 压力为８ Ｐａ、溅射功率为２００ Ｗ 时,薄膜的氮原子数分数得到最大值４１％ ;ＸＰＳ和ＦＴＩＲ分析结果揭示了膜中没有自由的Ｎ原子,所有的Ｎ原子均与Ｃ原子作用形成化学键,而且Ｃ Ｎ 单键、Ｃ Ｎ 双键、Ｃ Ｎ 三键共存．膜中Ｃ Ｈ 和Ｎ Ｈ 振动模式的存在,说明沉积在Ｓｉ 衬底上的氮化碳薄膜有较强的从空气中吸收氢的能力．     

退火条件对氧化钒薄膜微观结构的影响

采用直流对向靶磁控溅射的方法在SiO2／Si衬底上制备了具有（001）择优取向的V2O5薄膜，利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和四探针测试方法对退火前后薄膜的表面形貌、物相组分和电阻温度系数进行了测量．结果表明：200℃衬底温度下溅射得到的薄膜为多晶V2O5，膜表面颗粒呈细长针状，经700℃、1h退火后，薄膜中VO2相成分增多，颗粒变为长方形柱状；退火后薄膜的电阻温度系数达到-3.2％／K，与薄膜的微结构和物相组分有很大关系：3h退火后．得到高纯度的V2O5薄膜．     

等离子体表面氮掺杂对非晶碳膜场发射特性的影响

氢化非晶碳膜作为一种场致阴极电子发射材料已被广泛研究,通过对薄膜进行掺杂以提高其场发射特性已被证明是行之有效的方法之一.利用常规等离子体化学气相淀积技术制备了氢化非晶碳薄膜材料,在原位利用氮等离子体对碳膜表面进行N型掺杂.通过不同手段研究了氮表面掺杂前后非晶碳膜的微结构和化学键的变化,对表面掺杂前后的薄膜的场电子特性的测量表明,在氮表面掺杂后其场电子发射特性有了明显改善,特别是场发射的阈值电场从掺杂前的3.2 V/μm下降到掺杂后的1.0 V/μm.初步实验分析表明:由于氮表面掺杂后,在碳膜表面形成N-H键,从而导致碳膜表面的有效功函数降低使场电子发射特性得以提高.     

镓掺杂碳纳米管场发射性能的研究

采用催化热解方法制备出镓掺杂碳纳米管,并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜.扫描电子显微镜观察表明,纳米管直径在20~50 nm之间.对此薄膜进行低场致电子发射测试表明,其场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管、碳氮纳米管和硼碳氮纳米管.当外加电场为1.1 V/μm,发射电流密度为50μA/cm2;当外电场增加到2.6 V/μm时,发射电子密度达到5 000μA/cm2.对其场发射机理进行探讨.     

直流辉光放电等离子体增强化学气相法制备金刚石及氮化碳薄膜

采用直流辉光放电等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术方法 ,在Si(100)衬底上制备了金刚石薄膜 ,并在此基础上合成了含有少量晶态颗粒的非晶氮化碳薄膜     

高温烧结和等离子轰击改善碳纳米管薄膜的场发射性能

针对丝网印刷碳纳米管(CNTs)薄膜阴极场发射能力差和寿命短等问题,提出了一种能有效改善其场发射性能的高温烧结和等离子轰击后处理方法.同其他方法相比,该方法避免了直接接触对CNTs膜体造成的机械损伤,能彻底清除CNTs薄膜表面的有机粘合剂,增强CNTs薄膜与衬底的接触,并且烧毁超长的CNTs尖端.场发射特性测试表明,经该方法处理的CNTs薄膜的开启场强为2.6 V/μm,电流密度在场强为9.0 v/μm时达到527×10-6A/cm2.场发射寿命测试显示,该方法处理的CNTs薄膜阴极经点亮200 min后电流密度基本没有衰减,波动也较小.该方法为改善丝网印刷CNTs薄膜阴极的场发射性能提供了一种可行的方案.     

碳基薄膜场致电子发射研究进展

碳基薄膜,如金刚石、类金刚石（DLC）和碳纳米管（CNT）等,具有独特的电子、力学、化学特性,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。简要回顾了碳基薄膜的发展历史,综述了碳基薄膜的场发射机理及研究进展。     

熔盐中用电解方法沉积碳薄膜

开发了一种新的、从熔盐中获得活性碳原子以制备碳薄膜的电解沉积方法，并在镍衬底上合成了碳薄膜．发现了碳酸盐离子的浓度是获得碳薄膜的一个重要因素，采用脉冲电解和适当减少碳酸盐离子浓度有利于获得活性碳原子、加速沉积涂层和提高涂层质量．在不同的衬底上的试验结果显示，适当的试验条件下碳膜能够在镍、铜、铁和钛衬底上用电解沉积方法获得．     

金属膜场发射特性研究

结合真空电子束气相沉积（electron beam evaporation deposition, EBVD）和磁控溅射（magnetron sputtering deposition, MSD）技术,分别在Al₂O₃陶瓷衬底上制备以Cu膜为发射层的单一Cu膜和Mo/Cu复合膜及Mo/Ni/Cu复合膜3种结构阴极薄膜。基于二极管场发射器件结构,研究了各样品的场发射特性。利用场发射扫描电子显微镜 （field emission scanning electron microscopy, FE-SEM）和能谱仪（energy dispersive spectrometry, EDS）对样品表面形貌和成分进行分析。结果表明：Mo/Ni/Cu复合膜的阈值电场为3.3 V·μm^-1;最大电流密度为63.0 μA·cm^-2;比在相同条件下制备的单一Cu膜和Mo/Cu复合膜具有更好的场发射特性,表明金属复合膜结构有效的改善了单一Cu膜的场发射性能。     

基底偏压对氮化硼薄膜场发射特性的影响

利用射频磁控溅射方法, 在n型（100）Si（0.008～0.02 Ω·m）基底上沉积了氮化 硼（BN）薄膜. 红外光谱分析表明, BN薄膜结构均为六角BN（h-BN）相. 在超高真空系统中 测量了BN薄膜的场发射特性, 发现BN薄膜的场发射特性与基底偏压关系很大, 阈值电场随基 底偏压的增加先增加后减小. 基底偏压为-140 V时BN薄膜样品场发射特性要好于其他样品, 阈值电场低于8 V/μm. F~N曲线表明, 在外加电场的作用下, 电子隧穿BN薄膜表面势垒发射 到真空.     

Ar离子溅射诱导硅纳米圆锥阵列的场发射性能

利用碳薄膜作为模板,采用能量1.2 keV的Ar离子束室温溅射的方法制备了大面积高密度的硅纳米圆锥.硅纳米圆锥的密度约为(1-2)×109/cm2.场发射性能测量结果表明硅纳米圆锥阵列的场发射性能和碳纳米纤维的场发射性能相当,比已经报道的硅纳米圆锥的场发射性能更好.     

碳化硅薄膜制备及其场发射特性

采用热丝化学气相沉积法在Si（111）、Ti（101）衬底上制备了SiC薄膜,并利用X射线衍射和傅里叶变换红外吸收光谱（FTIR）对薄膜的结构、成分及化学键合状态进行了分析．XRD结果表明,制备的SiC薄膜呈现3C-SiC结晶相,有很好的择优取向性．HIR谱显示,薄膜的吸收特性主要为Si-C键的吸收,其吸收峰为804．95cm^-1．从原子力显微镜对SiC薄膜表面形貌的测试分析可以看出,样品表面呈规则精细颗粒状结构且薄膜结构致密．此外,在高真空系统中（6．0×10^-4Pa）对生长的SiC薄膜进行场敛发射特性测试,结果表明生长的SiC薄膜具有场致发射特性：样品的开启电压为82．1V／μm,最大电流密度为631．5μA／cm^2．     

基于丝网印刷大面积碳纳米管阴极场发射的研究

针对碳纳米管(CNT)阴极场发射均匀性这一关键难题，根据CNT场发射理论制备了一种新型碳纳米管阴极印刷浆料．实验表明：质量分数约为20％的纯化CNT与4．2％的导电氧化物粘接材料混合形成的印刷浆料，其阴极具有较佳的发射均匀特性．用丝网印刷技术制作成的大面积(对于线长度大于12．5cm)阴极，再经过快速烧结技术及两步后处理工艺，既能除掉粘接材料又能使CNT很好地与衬底固定，并使碳纳米管部分直立和充分暴露，进一步改善了发射均匀性．该均匀发射的阴极开启场为2．0V／μm，在电场强度为2．5V／μm下，电流密度为35mA／mm^2，发光亮度为300cd／m^2，场发射电流稳定，其波动性小于4．5％．该阴极可望应用于场致发射显示器，液晶显示的背光源、电光源等器件。     

氮化温度对ZnO薄膜结构特性的影响

采用螺旋波等离子体辅助射频磁控溅射技术,在蓝宝石(001)衬底上制备不同氮化温度的ZnO薄膜.结果表明,在200～600 ℃内, 不同的氮化温度对薄膜的表面形貌和晶格结构有显著影响.