外延纳米金刚石膜及其场发射特性

来源 :第八届中国场致发射与真空微电子学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cyanh77
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本文研究了纳米金刚石外延薄膜的制备方法及其场发射特性.采用电泳方法将粒径20nm以下的纳米金刚石微晶沉积到Ti电极衬底上,用热丝CVD方法在纳米金刚石微晶薄膜上再外延生长一层含非晶碳金刚石薄膜.用Raman光谱研究了外延纳米金刚石薄膜的结构并在高真空条件下研究了它的场发射特性.
其他文献
本文研究了用涂敷法制备碳纳米管场发射阴极的工艺,热解法获得的碳纳米管经过研磨,再与粘合剂、有机溶剂混合,直接涂敷在硅基底上,用二极管结构测量了其场发射特性,其开启电压为1.02V/μm,电流密度在4.5V/μm时达到了6.8μA/cm.在磁场下进行表面处理,开启电压提高到2.79V/μm,但最大发射电流有很大提高,可能缘于在磁场的作用下,碳纳米管的取向、分布状态发生了变化.
在对基于粒计算的属性约简算法进行分析的基础上,根据属性相关度的概念,提出了一种改进的基于粒计算的属性约简算法.该算法通过计算条件属性与决策属性之间的相关程度,并结合核属性的相关度,最终得到约简属性集.理论分析和通过转子故障决策表的约简结果表明,该算法可获得较优的约简属性集.
催化热解法生长出的CNTs阵列含有无定型碳以及包裹于其中的铁颗粒,形成屏蔽层而影响了CNTs电子发射能力.纯化CNTs是该研究工作中的重要环节,针对催化热解法生长的CNTs,其杂质主要含量是金属性的催化剂颗粒和无定型碳,因而先氧化再用弱酸处理是纯化步骤中的重要环节.利用三步纯化处理后的CNTs具有更低的开启电压,更强的电子发射能力.
以苯为碳源、氢气为载气、二茂铁为催化剂前驱体,采用流动催化剂法制备出高质量的多壁纳米碳管薄膜状材料.微观形貌观察(SEM、TEM)表明,该产物由定向性好、平均直径~6nm的多壁纳米碳管所组成.在高真空条件下,片状或纤维状多壁纳米碳管样品都表现出优异的场致发射性能.
使用分子动力学方法对单壁碳纳米管高温下的结构进行了计算机模拟.对扶手椅结构(10,10)和(20,20)的单壁碳纳米管进行了模拟,结果表明,碳纳米管开头端由于能量弛豫过程,直径比内部略大,在温度逐渐升高之后,构成纳米管的碳原子逐渐偏离晶格位置,小直径的碳纳米管在至少3000K温度之下结构是稳定的;直径小的碳纳米管的高温热稳定性比直径大的碳纳米管要好.
碳纳米管(CNT)作为场发射阴极(FEC)具有很好的性能.我们研究了利用粉末状碳纳米管制作CNT-FEC的方法和它的性能.文中涉及涂布方法、纯化方法和表面处理方法,主要关心的性能为电子发射均匀性、电流密度和寿命.
在硅基底上利用低压化学气相沉积法生长出碳纳米管薄膜.基底上涂敷有一层氢氧化铁溶胶薄膜,氢氧化铁在氢气还原下成为纳米尺寸的催化剂FeO颗粒簇,在适当的温度下通入乙炔气体,便生长出碳纳米管.不同的氢氧化铁溶胶浓度决定了不同尺寸的催化剂颗粒簇,从而决定了碳纳米管薄膜的生长密度.不同密度的碳纳米管薄膜具有不同的场发射特性.扫描电镜分析结果和场发射特性测试结果表明生长密度较低的碳纳米管薄膜具有更低的工作电压
单壁碳纳米管的顶端表面结构对场发射特性有很大影响.本文作者利用场离子显微镜(FIM)观测了单壁碳纳米管的氦场离子显微镜像.
本文研究介质薄膜场致发射的模拟计算方法.介绍了场致发射的基本计算公式以及实体模型透射系数的求解,简化模型伏安特性的计算结果.
作者通过反复实验和比较分析,在非晶金刚石薄膜发射实验中首次得到晶格水平的相变数据,并提出了场致诱导相变阶越增强电子发射机理.