利用场发射显微镜测算碳化钨薄膜的逸出功

在 1× 10 -6～ 10 -5Pa环境压强下 ,经过高温退火处理 ,在钨针尖上形成了碳化钨薄膜 ,利用场发射显微镜观察到清楚的钨单晶基底上碳化钨薄膜的场发射图像 ;对碳化钨薄膜的场发射I V特性及Fowler Nordheim曲线进行测量和计算 ;用透射电镜测得针尖曲率半径并估算出比例因子 β ,利用Fowler Nordheim公式计算得到碳化钨薄膜的逸出功约为 3 79eV .     

用场发射显微镜测量单壁碳纳米管的逸出功

该文利用场发射显微镜对单壁碳纳米管的逸出功进行了研究和测量。未进行加热除气的单壁碳纳米管的表面吸附大量气体,此时测量的逸出功不是清洁表面单壁碳纳米管的逸出功。实验首先加热除气得到单壁碳纳米管的场发射清洁像,然后利用场发射显微镜测量I-V曲线,得到Fowler-Nordheim直线斜率;再利用透射电镜观测单壁碳纳米管微束形貌像,测量管束半径,通过三种公式估算比例因子,最后计算得到单壁碳纳米管的逸出功。     

计算机控制的探孔场发射显微镜系统

由Apple Ⅱ微机控制的探孔场发射显微镜系统已研制成功,并可用其测量单个晶面的逸出功。被探测微区的探孔电流由探测荧光屏,光电倍增管和电流放大器的联合体进行测量。观察屏电压(阳极电压)由D/A转换器调节。场发射体总电流和探孔电流数据由A/D转换器采集。测量系统校准后,用BASIC语言编写的程序处理所测得的数据和计算Fowler-Nordheim图参数,从而得到被测的单个晶面的逸出功。用此系统已测得清洁的W(100)和W(111)面逸出功分别为4.67eV和4.45eV。     

用探孔场发射显微镜研究单壁碳纳米管的场发射

探孔场发射显微镜可以观测样品的场发射图象,又能测量局域场发射电流和总场发射电流与电压的关系.本文利用具有二维调节探孔位置的场发射显微镜装置测量了单壁碳纳米管场发射图象不同区域、不同吸附状态和经过热处理后的I-V特性.     

金刚石薄膜场发射显示器

简要介绍了一般ＦＥＤ（场发射显示器）的工作原理,研究了非晶金刚石薄膜低场发射特点,讨论了金刚石薄膜制做场发射器的可行性;指出利用金刚石薄膜和阳极选择的方法可对Ｓｐｉｎｄｔ ＦＥＤ进行改进,从而使平面ＦＥＤ更容易实现。     

高分辨率热场发射显微镜(HRTFEM)

1937年E.W.Müller[1]发明了场发射显微镜(FEM),直到最近[2],人们一直认为FEM的分辨力只能在2nm上下,因而不能像场离子显微镜(FIM)那样可以分辨原子[3]。我们认为FEM的分辨力在理论上可以接近0.1nm,2nm并不是FEM的理论极限,而是人们在实际上一直未能用FEM所超过的水平。其原因在于人们对FEM成像中空间电荷的影响认识不足。众所周知,场发射电流密度比热发射电流密度大几个数量级,因而场发射电流在尖端前面所形成的空间电荷比较严重。在FEM中,图像是由尖端上电子云分布的投影形成的,空间电荷的存在必然干扰甚至屏蔽表面电子云的分…     

纳米厚度氮化硼薄膜的场发射特性

利用射频磁控溅射方法，在n型(100)Si基底上沉积了不同厚度(54一135nm)的纳米氮化硼(BN)薄膜。红外光谱分析表明，BN薄膜结构为六角BN(h—BN)相(1380cm^-1和780cm^—1)。在超高真空系统中测量了不同膜厚BN薄膜的场发射特性，发现BN薄膜的场发射特性与膜厚关系很大，阈值电场随着厚度的增加而增大。由于BN薄膜和Si基底界面间存在功函数差，使得Si基底中电子转移到BN薄膜的导带，在外电场作用下隧穿BN表面势垒，发射到真空。     

反应溅射CN薄膜的场发射特性

利用反应射频溅射方法在硅单晶衬底上沉积碳氮(CN)薄膜.原子力显微镜(AFM)研究结果表明,CN薄膜表面覆盖有纳米CN锥状物,所制备的CN薄膜具有良好的场发射特性,最大发射电流密度达到～10mA/cm2,并且未出现电流饱和现象.薄膜表面的CN纳米锥有利于薄膜的场发射,重复测量结果表明,CN薄膜的发射特性得到改善和提高.     

反应溅射CN薄膜的场发射特性

利用反应射频溅射方法在硅单晶衬底上沉积碳氮(CN)薄膜. 原子力显微镜（AFM）研究结果表明，CN薄膜表面覆盖有纳米CN锥状物，所制备的CN薄膜具有良好的场发射特性，最大发射电流密度达到～10mA/cm2，并且未出现电流饱和现象. 薄膜表面的CN纳米锥有利于薄膜的场发射，重复测量结果表明，CN薄膜的发射特性得到改善和提高.     

反应溅射CN薄膜的场发射特性

利用反应射频溅射方法在硅单晶衬底上沉积碳氮(CN)薄膜.原子力显微镜(AFM)研究结果表明,CN薄膜表面覆盖有纳米CN锥状物,所制备的CN薄膜具有良好的场发射特性,最大发射电流密度达到～10mA/cm2,并且未出现电流饱和现象.薄膜表面的CN纳米锥有利于薄膜的场发射,重复测量结果表明,CN薄膜的发射特性得到改善和提高.     

碳基薄膜场发射中的电阻效应

研究了接触电阻和薄膜体电阻对场发射的影响,计算机仿真和场发射实验表明电阻的大小直接影响强电场下的场发射而对开启电场基本没有影响,随着电阻的增大场发射逐渐偏离Fowler-Nordheim特性而向线性变化过渡.在场发射模型分析的基础上,给出了平面碳基薄膜阴极的等效电路发射模型,分析表明接触电阻的大小严重影响发射的均匀性,因此优化碳膜的制备条件,保证碳膜与金属电极的良好电接触对提高发射性能、改善发射均匀性有重要的意义.     

用于场发射阴极的磁控溅射金刚石薄膜的研究

用激光拉曼谱和原子力显微镜等现状分析手段研究了磁控溅射石墨靶制备的薄膜的结构和特性。结果表明：薄膜由金刚石相和石墨相组成，它们的相对含量取决于制备工艺参数，特别是沉积时的基体温度的影响尤为明显。薄膜表面呈现为密度很高的微尖锥，这为制造大面积场发射平板显示器的阴极提供了广阔的前景。     

类金刚石薄膜冷阴极场发射研究进展

类金刚石薄膜具有负电子亲和势且易制备,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。本文对近年来国内外有关类金刚石薄膜制备方法,场发射实验与机理的研究现状进行了综述。     

纳米石墨晶薄膜的场发射特性

研究了纳米石墨晶的场发射特性，介绍了纳米石墨晶薄膜的制备方法，通过扫描电镜和Raman光谱对纳米石墨晶的结构进行了分析，场发射特性测试表明纳米石墨晶薄膜的场发射阈值电场为1.8V/μm。根据实验结果计算出纳米石墨晶的有效功函数在0.75-1.62eV之间，研究表明纳米石墨晶薄膜具有一些独到的特点，也非常适合场发射显示用冷阴极的制备。     

氮化铝薄膜的厚度对场发射特性的影响

采用射频磁控溅射方法,在n型(100)Si基底上沉积了不同厚度(20~150 nm)纤锌矿结构的纳米AlN薄膜。在超高真空系统中测量了不同膜厚样品的场发射特性,发现阈值电场随着厚度的增加有增大的趋势。厚度为44 nm的AlN薄膜样品具有最低的阈值电场(10 V/μm),当外加电场为35 V/μm时,最高发射电流密度为284μA/cm2。AlN薄膜场发射F-N曲线表明,在外加电场作用下,电子隧穿了AlN薄膜表面势垒发射到真空。     

碳纳米管薄膜的电泳沉积与场发射性能

采用电泳法在Si基片上沉积碳纳米管(CNTs)薄膜。研究了电泳极间距、电泳时间及电泳电压等对沉积的薄膜形貌结构与场发射性能的影响。SEM、高倍光学显微镜和场发射性能测试结果表明,保持阴阳极间距为2cm,在100V的直流电压下电泳2min所获得的CNTs薄膜均匀、连续、致密且具有最好的场发射性能,其开启电场强度仅为1.19V/μm,当外加电场强度为2.83V/μm时,所获得的最大发射电流密度可达14.23×10–3A/cm2。     

超纳米金刚石薄膜场发射特性的研究

超纳米金刚石(UNCD)是一种全新的纳米材料，具有许多独特性能。介绍了Si微尖和微尖阵列阴极沉积超纳米金刚石薄膜的工艺及其场发射特性。研究发现，适当的成核工艺和微波等离子体化学气相沉积工艺可在Si微尖上沉积一层光滑敷形的金刚石薄膜；沉积后阴极的电压-电流特性、发射电流的稳定性以及工作在氧气环境下的发射特性都获得明显提高。讨论了超纳米晶金刚石薄膜阴极的发射机理。     

掺氮对类金刚石薄膜场发射的影响

利用脉冲激光沉积技术制备出了掺氮和未掺氮的类金刚石薄膜。采用X射线衍射仪、喇曼光谱仪、扫描电镜观察了掺氮和未掺氮类金刚石薄膜的微结构和表面形貌。场发射实验表明,掺氮降低了类金刚石薄膜的阈值电场,提高了发射电流密度。     

碳纳米球薄膜的场发射特性

利用微波等离子体化学气相沉积法,在Si(100)衬底上制备了碳纳米球薄膜。利用拉曼光谱和场发射扫描电子显微镜研究了薄膜的结构以及表面形貌,表明碳纳米球薄膜是由约2～3μm长、100nm宽的无定形碳纳米片相互缠绕、交织成球状而构成的。在高真空系统中测量了碳纳米球薄膜的场发射特性,结果表明,碳纳米球薄膜具有良好的场发射特性,阈值电场为3.1V/μm,当电场增加到10V/μm时,薄膜的场发射电流密度可达到60.7mA/cm2。通过三区域电场模型合理地解释了碳纳米球薄膜在低电场、中间电场和高电场区域的场发射特性。