基底温度对氮化硼薄膜场发射特性的影响

利用射频磁控溅射方法, 真空室中充入高纯N_{2(99.99%)和高纯Ar（99.99%）的混合气体, 在n型（100）Si基底上沉积了六角氮化硼（h-BN）薄膜. 在超高真空（<10^-7 Pa）系统中测量了BN薄膜的场发射特性, 发现 沉积时基底温度对BN薄膜的场发射特性有很大影响. 基底温度为500 ℃时沉积的BN薄膜样品场发射特性要好于其他薄膜, 阈值电场为12 V/μm, 电场升到34 V/μm, 场发射电流为280 μA/cm². 所有样品的Fowler-Nordheim(F-N)曲线均近似为直线, 表明电子是通过 隧道效应穿透BN薄膜发射到真空的.}     

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.     

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.     

SP~2键含量对非晶金刚石膜电子场发射性能的影响

该文研究了真空磁过滤弧沉积方法制备的非晶金石薄膜 (a-DF)的电子场发射性能 ,SP2 键含量不同的薄膜的场发射性能有很大的差异 ,SP2 键含量越高 ,阈值电场越小 ,发射电流越大 ,同时失效率也较高。SP2 键含量为 6 .5% ,2 0 % ,40 %的薄膜 ,其阈值电场分别为2 .7V/ μm,1 .5V/ μm ,0 .7V/ μm ,远小于金属和硅尖锥的阈值电场。所有样品的发射点均为随机的点状分布。     

硫化铜三维纳米片/带结构的制备及场发射性能

采用阳极氧化法,一步制备出了三维分布的硫化铜纳米片/带结构薄膜.实验发现,通过改变阳极氧化电流,可调控硫化铜纳米片/带结构的形貌演化,使之形成有利于场发射的三维合理分布.这既能生成更多的有效场发射位点,增强局域场,又可适当降低场屏蔽效应,几则协同作用使得硫化铜三维纳米片/带结构薄膜的场发射特性显著增强.开启电场可由8.2V·μm~(-1)降低至1.9V·μm~(-1),阈值场由13.5V·μm~(-1)降低至5.0V·μm~(-1),场增强因子最高可达6958.该硫化铜三维纳米片/带结构薄膜制备方法简便,开启电场低,电流密度较大,热稳定性好,在真空微纳米电子器件领域有潜在的应用前景.     

四角状纳米ZnO的制备及其场发射性能

利用热蒸发法制备出了新颖的四角状ZnO纳米棒. 研究了四角状纳米ZnO的场发射特性. 场发射测试表明四角状ZnO纳米棒具有较好的场发射特性, 开启电场为2.9 V/μm, 阈值电场为5.4 V/μm. 这一结果表明四角状ZnO纳米棒是一种性能优良的冷阴极电子发射源.     

非定向氧化锌纳米线阵列的场发射

使用热蒸发的方法在硅基底上制备了非定向氧化锌（ZnO）单晶纳米线阵列。经过热蒸发之后,在硅基底上形成一层均匀分布的 ZnO 点。在这些 ZnO 点上生长出非定向的 ZnO 纳米线阵列,其中的纳米线直径大约在 10 到 20nm 之间。考虑到实用,在制备样品的过程中硅基底的温度始终保持在 500℃ 以下。然后测量了这些非定向 ZnO 纳米线阵列的场发射特性。在 5.5V·μm^-1 场强下得到了 10μA·cm^-2 的场发射电流密度;同时使用透明阳极技术观察了其场发射中心的分布。     

定向多壁碳纳米管薄膜及其场致发射距离敏感特性

研究了定向生长的多壁碳纳米管薄膜场致发射的距离敏感特性,以改进现有场发射传感器中硅及金属针尖的性能。化学气相沉积方法制备的多壁碳纳米管薄膜表现出良好的尖端放电特性,其开启电场可至1.42 V/μm,阈值电场可至2.22 V/μm,通过计算得到的尖端电场增强因子可至4 034以上。随着发射间距的增加,场致发射电流非线性地降低,发射电流对发射间距的最大变化率为0.018 8μA/μm。通过拟合分析发现,场致发射电流随发射间距的变化基本符合Fow ler-N ordhe im关系,该特性可作为碳纳米管场致发射传感器的基本原理用于位移的检测。     

ZnO纳米线在外加电场下的生长及场发射性能

在外加电场条件下,利用化学气相沉积法制备出了长径比为400:1的四角状ZnO纳米线.利用多功能场发射测试仪对ZnO纳米线进行了场发射特性测试,研究了外加电场对ZnO纳米线生长的影响,讨论了ZnO纳米线在强场下的场发射电流强度饱和现象产生的原因.结果表明:外加电场大大促进了四角状ZnO纳米线在一维方向上的生长,外加电场下制备的ZnO纳米线在电流密度为0.1 mA/cm2的开启场强仅为2.25V/μm,ZnO纳米线在强场下的场发射电流强度饱和现象归因于强场下电子输运速度的饱和.     

GOCuO纳米复合结构的制备及场发射特性

采用简便的溶剂热法制备垂直取向的氧化铜(CuO)纳米片阵列膜,然后将氧化石墨烯(GO)溶胶旋涂于CuO薄膜表面,形成由CuO纳米片顶端支撑的GO/CuO纳米复合结构.场发射实验结果显示,与纯的CuO纳米片相比,GO/CuO纳米复合结构的开启电场从2.4V·μm~(-1)降至1.7V·μm~(-1),电流密度增大,发射稳定性也明显提高.实验结果表明,样品场发射性能的显著增强应源于CuO纳米片的垂直取向、超薄的刃状边缘以及GO的褶皱和凸起协同形成更多有效的场发射位点.该纳米复合结构制备方法简便,高效经济,在场发射高亮电子源以及其它真空纳米电子器件中具有潜在的应用价值.     

胶体石墨涂层的平面场发射特性研究

研究了胶体石墨涂层的场发射特性。测得其相应于10μA/cm²场发射电流密度的开启场强为5.4V/μm,相应于1mA/cm²场发射电流密度的阈值场强为8.8V/μm。扫描电子显微镜观察表明场发射应该来自细小石墨碎片的尖锐边缘。通过计算估计出这些尖锐边缘处的场强比阴阳极之间的平均场强增加了大约4×10²倍。     

Field Emission of SiCN Thin Films Bombarded by Ar~+ Ions

0　IntroductionInthefieldofvacuummicroelectronicdevices,coldcathodeelectronfieldemittersarepotentiallyusefulforfieldemissiondisplays (FED) .FEDareimportantelementsoftheflatpaneldisplays.Comparingwithliquidcrystaldisplays (LCD)andcath oderaytube (CRT)displays,ithasacompactsize ,alargeview ingangle ,excellentbrightnessandhighpicturequality[1 ] .Muchresearchhasbeenperformedtounderstandandimprovethefieldemissionpropertiesofthinfilmsandthinfilmstructures.Withthedevelopmentsofvacuummicroelectro…     

Silicon Field Emission Arrays Coated with CN_x Thin Films

0　IntroductionThefieldemissiondisplay (FED) ,whichhasthebenefitsofbothliquidcrystaldisplays (LCDs)andcathoderaytube(CRT)display ,isregardedasaperfectchoiceforthefuturedis plays.Ithasacompactsize,alargeviewingangle,excellentbrightnessandhighpicturequality[1 ] .Thefieldemissionarrays(FEAs) ,whichareformedofarraysofmicro tips,arewidelyusedasthesourceofelectroninFED .Thetopofthetipiswherethestrongestelectricfieldis.Itisalsowheremostoftheemissionelectronscomefrom .Thismadeitpossibleto putel…     

用不同靶材制备B-C-N薄膜及其红外表征

采用射频磁控溅射方法,分别利用六方氮化硼(h-BN)、硼(B)和石墨(C)靶,在氩气和氮气的氛围中,沉积B-C-N薄膜.傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明:在1200～1800cm-1和1000～1750cm-1处出现了较宽的吸收峰;在2200cm-1处出现了CN键的特征吸收峰.表明在沉积的薄膜中,C原子与N原子相结合.分别溅射C和h-BN靶,红外光谱分析表明,B—C键在1100cm-1处未产生吸收峰,即利用h-BN和C靶沉积的B-C-N薄膜倾向于相分离,利用B和C靶沉积的B-C-N薄膜中的原子实现了原子量级的化合.     

Synthesis of CNT film on the surface of micro-pyramid array and its intense pulsed emission characteristics

We developed a new scheme to suppress the electric-field-screening effect in high growth density of a carbon nanotube(CNT) film during its intense pulsed emission.We synthesize the CNT film on a tridimensional surface(t-CNT film).The tridimensional surface includes wet etched silicon pyramids,and the Ni layer is electroless plated thereon.The intense pulsed emission characteristics of the t-CNT and planar-grown CNT(p-CNT) films were measured using a diode structure in single-pulse mode.The even turn-on field decreased from 5.5 V/μm for p-CNTs to 2.8 V/m for t-CNTs,and the peak emission current increased from 232 A for p-CNTs to 324 A for t-CNTs at a peak field intensity ～12.2 V/m.The peak current of the t-CNT film increased by ～39.7% over the p-CNT film.It is clear that the micro-pyramid array can effectively suppress the field screening effect to improve the electron-emission of CNT films.     

纯相SnO2纳米晶薄膜的一步电沉积制备及其结构与光电性能研究

采用一步电沉积在氧化铟锡（ITO）导电玻璃基底上制备纯相SnO₂纳米晶薄膜材料,通过改变沉积条件,研究沉积电位、镀液温度和HNO₃浓度对薄膜组成结构的影响。结果表明：当沉积电位为-0.9 V（vs.SCE）,镀液温度为65℃,HNO₃浓度为50 mmol/L时,所制备的SnO₂纳米晶薄膜为纯相金红石型结构,且薄膜相对连续致密。光电性能测试表明,该薄膜具有优异的光电性能,在可见光区透光率大于90%,带隙为3.75 eV,且电阻率为2.2×10^-3 Ω·cm,载流子浓度为1.9×10²⁰ cm^-3,载流子迁移率为14.8 cm²/（V·s）。故所制备的SnO₂纳米晶薄膜是太阳能电池的理想窗口层材料。     

Fe54Pt46纳米薄膜的结构与磁性

采用磁控溅射法在SiO₂〈0001〉基片上制备Fe₅₄Pt₄₆薄膜, 并经过650 ℃原位真空退火1 h. 利用X射线衍射和振动样品磁强计对样品的结构和磁性进行研究. 结果表明, 经过原位真空退火后, 样品发生了无序\|有序相转变, 得到了面心四方结构的L1₀-FePt纳米薄膜. 样品的有序度为0.92, 晶粒尺寸约为10 nm, 样品平行膜面的矫顽力为0.8 MA/m. 当磁场与膜面的夹角为50°时, 矫顽力达到最大值, 这与(111)面为能量最低面相符. 