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．     

纳米金刚石阴极的均匀性及场发射特性研究

目的研究纳米金刚石阴极电泳工艺对场发射电流的均匀性、稳定性以及场发射特性的影响。方法用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱观察了涂层的形貌和结构,经过高温真空退火后测试场发射性能,分析样品发光照片与涂层均匀性的关系,探讨热处理后场发射性能提高的机理。结果基底钛预处理要保持适当的平整度及光滑度,过度粗糙及过度光滑都不利于涂层的均匀性沉积。在同样的工艺条件下采用异丁醇溶剂配方后的金刚石涂层表面均匀性最好,场发射阈值电场最小,为5.5V/μm;当电场强度为15V/μm时,场发射电流密度为85μA/cm2,而且场发射电流的稳定性最好,发光效果最佳。结论异丁醇分散的电泳液制备的纳米金刚石阴极涂层均匀性最好,热处理后场发射性能最佳。     

金刚石粉阴极的均匀性及其场发射性能研究

目的研究金刚石场发射阴极处理工艺对场发射电流和阈值电压的影响。方法设计了一个将金刚石粉热粘到金属钛表面的工艺,用XRD和SEM分析不同的金刚石纳米粉超声分散液时热粘结的状况:研究样品的场发射性能。结果用丙酮分散时的粘结表面非常均匀;经氢等离子体处理的表面均匀样品场发射阈值电压为0．5V／μm。结论丙酮分散的纳米金刚石粉热粘接到钛金属表面构成的金刚石粉场发射阴极可以降低发射阈值电压;不同等离子体处理工艺可以改变场发射电流。     

钛基纳米金刚石涂层场发射阴极的工艺改进

钛基纳米金刚石涂层场发射阴极适于大面积制备,但原始工艺制备出的样品场发射性能较低.为提高样品的性能,对原始工艺进行了改进:首先,改变分散液成分,在原分散液中加入表面活性剂以改善金刚石纳米粉的分散效果;其次,改变真空热处理(HFCVD)系统的热丝结构使样品热处理时的温度场更加均匀;最后,在原工艺基础上增加表面处理环节,用射频氢等离子体对金刚石纳米粉涂层进行表面处理以降低样品的场发射阈值.经过工艺改进,样品的阈值场强由6.3 V/μm降低至1.9 V/μm,在17.6 V/μm场强下的场发射电流密度由56.1μA/cm2提高到61μA/cm2.