半导体中肖特基异质结的热电子发射机制的不同维度探讨

本文利用经典的热电子发射模型,探讨了在三维、二维和一维情况下半导体肖特基结中热电子发射电流推导的公式及其表达式的演变关系.这些拓展的公式可以广泛应用于当前研究热点——低维半导体中的界面势垒提取和分析,并有助于促进学生对半导体知识的理解以及对相关科学研究和分析手段的融合运用.

基于硼掺杂石墨烯气凝胶阴极光子增强热电子发射特性研究

光子增强热电子发射(PETE)转换器是将光伏发电和热离子发电结合到一个单一的物理过程的能量转换器。本文采用了一锅水热还原工艺以及冷冻干燥工艺,分别以氧化石墨烯(GO)和硼酸作为碳(C)源和硼(B)源制备了硼掺杂石墨烯气凝胶(BGA),用自制装置测试了样品的PETE性能。硼原子掺杂可以调控石墨烯气凝胶的带隙,并且可以使石墨烯气凝胶呈现P型半导体特性,与未掺杂石墨烯气凝胶(GA)相比,BGA具有更好的PETE效应,其PETE电流(3.85 μA)约为GA (0.45 μA)的8.5倍。

钨热电子发射材料的研究进展

钨热电子发射材料主要用作微波管、阴极射线管、等离子体装置和电子束设备的阴极,是电子产生的源泉,它的研究与应用已有多年历史。本文详细阐述了钨热电子发射材料的种类、性能特点、发射机制及其应用,总结了它们的发展历史和研究进展,提出了目前钨热电子发射材料的几个研究方向。稀土氧化物 钨热电子发射材料具有优越的发射性能,并可解决W ThO2 阴极材料的放射性污染,对综合性能更优的复合稀土氧化物钨热电子发射材料需要进一步深入研究。随着纳米技术的发展,纳米复合氧化物 钨热电子发射材料是目前钨热电子发射材料研究的热点。在发射过程中,如何保证发射电流的稳定性、均匀性是热发射研究的又一个研究方向。

基于热电子发射非线性的波导结无源互调机理研究

文章通过建立微波波导连接结的金属-半导体-金属(MSM)结构模型来探讨其无源互调(PIM)产生机理。首先,依据实际镀银波导钝化工艺过程建立了波导连接结的MSM结构模型及其等效电路,然后分析了MSM结构的非线性热电子发射电流特性,最后对MSM结构的三阶PIM进行了理论计算。研究结果表明:PIM随着波导连接压力的增加而呈现出较为复杂的变化规律,并且在106Pa附近存在极小值;PIM随输入功率的增加而增加,尤其是在大的接触压力条件下,增幅更明显;钝化层掺杂浓度的增加总体上使PIM减小,但在1016cm-3～1018cm-3的掺杂范围内存在极小值点。文章理论结果对探讨PIM产生机理及工程实践具有借鉴意义。

大屏幕场助热电子发射平板显示

有源矩阵驱动的平面场发射阴极是大屏幕显示的主要候选部件。阴极结构、材料组分以及结晶状态强烈地影响电子发射。选择具有低功函数的上电极材料 ,并且引入界面态控制层将能够降低驱动电压和提高电子发射率。

10英寸场助热电子发射显示屏的制作

讨论了金属-绝缘体-半导体-金属结构的场助热电子发射显示(FAHED)器件的制作原理,简述了Mo/Ta2O5/ZnS/Au结构的10英寸FAHED的制作.通过电子束蒸发具有低功函数的上电极材料,适当控制其厚度,并且控制半导体层合适的厚度和成膜条件可以提高器件的电子发射率至0.3%.

阴极区热电子发射的数值模拟

在电子束及粒子束器件中，发射系统直接影响整个器件的质量。因此，对发射系统的分析就显得非常重要。对热阴极发射的数值计算方法做了一定的探讨。对常用的平板二极管模型进行了分析，从而了解了由于这种模型而引起的计算误差。针对这些问题，采用了一些其它的处理方法来模拟热阴极的电子发射。

场热电子发射与场热电子显示屏FTD

由于场热电子发射显示屏FTD采用场热发射微电子枪平板阵列,对场强和真空度的要求都不高,而且发射电流密度大,发射电流稳定性和均匀性好,故FTD既具有与液晶显示屏LCD、等离子显示屏PDP和场电子显示屏FED一样的平板结构,又具有与阴极射线显象管CRT一样的高亮度、高清晰度、广视角、低功耗、长寿命和优良的彩色图像。而且FTD生产工艺简单,凡能够生产CRT、LCD和PDP的厂家,不必增加大型设备,即可生产FTD。因此FTD生产成本低,是一种能够实现CRT平板化,并与其它平板显示屏,如LCD、PDP等在市场中相竞争的优质平析显示屏。

La_(1-x)Nd_xB_6单晶的制备及热电子发射性能

以LaB_6和NdB_6粉末为原料,采用区域熔炼法成功制备了大尺寸、高质量的多元稀土六硼化物La_(1-x)Nd_xB_6(x=0.1~0.3)单晶,并测试了该系列单晶(100)晶面的热电子发射性能。本实验制备的单晶长度大于40mm,直径大于4mm。单晶衍射、劳埃照片、晶面摇摆曲线、单晶断口扫描等检测结果表明单晶质量较高,热发射测试结果表明在1 873K、4 000V下,单晶零场电流发射密度随着Nd含量增加从6.01A/cm^2降为4.83A/cm^2,有效逸出功从2.88eV增大到2.95eV。

高亮度热电子发射材料

对于电子束仪器,一方面需要高亮度,另一方面又需经常暴露大气。因此必须寻找适合的热电子发射材料,分别介绍了稀土金属的硼化物,过渡元素的碳化物和氮化物的热发射特性,亮度特性和寿命等。因其具有高熔点、低逸出功、稳定的化学性和较高的电导率,从而得知LaB_6和HfC是最理想的材料。最后指出,薄膜阴极的寿命问题需经进一步深入研究。

论热电子发射中发射电流与两极间电压之间的关系

本文应用概率统计的理论对热电子发射现象中发射电流 I和两极间电压 U之间的关系进行了解释，得出它们的关系是： I=ImΦ (aU＋ b)，并给出关于参数 Im、 a、 b的确定方法。

[100]、[110]、[111]CeB_6单晶区熔生长与热电子发射性能研究

结合放电等离子烧结技术和光学区熔法成功制备了CeB_6单晶,采用X射线劳埃定向系统对单晶的晶向进行分析并精密切割,获得了[100]、[110]、[111]取向的CeB_6单晶,重点对[100]CeB_6单晶的结构和晶体质量进行系统表征和分析,结果表明获得的[100]CeB_6单晶晶体质量高,完整性好,半高宽仅为0.24o。热电子发射性能测试结果表明,随着阴极温度从1773 K增加到1973 K,[100]、[110]、[111]单晶的最大发射电流密度分别增加了2.6、3.2、1.5倍。[100]CeB_6单晶具有最好的热发射性能,在阴极加热温度T=1973 K、外加电压4 kV时,最大发射电流密度达到64.77 A·cm^(–2),有效逸出功为2.821 eV,其最大发射电流密度值高于目前文献已报道水平。实验结果显示,实验制备得到的[100]CeB_6单晶的热电子发射性能非常优异,具有良好的应用前景。

多功能多元稀土六硼化物La_(1–x)Sr_(x)B_(6)光吸收及热电子发射机理

系统研究了多功能多元稀土六硼化物La_(1–x)Sr_(x)B_(6)纳米粉末的光吸收及多晶块体的热电子发射性能.纳米粉体光吸收结果表明,多元稀土六硼化物La_(1–x)Sr_(x)B_(6)透射光波长从591 nm至658 nm连续可调.多晶块体热电子发射结果表明,外加电压2000 V,阴极温度为1773 K时,热电子发射电流密度从2.3 A/cm^(2)线性增大至19.36 A/cm^(2)表现出了热发射性能增强效果.因此,多元稀土六硼化物La_(1–x)Sr_(x)B_(6)为一种多功能材料,在光吸收材料及热阴极材料领域具有潜在的应用前景.此外,为了揭示上述光吸收及热发射机理,采用第一性原理系统计算体等离子共振频率能量和费米能级变化规律.

纳米金属氧化物半导体场效应晶体管(NANO-MOSFET)的热电子发射和弹道输运模型

本文首先给出了SOI上纳米金属 氧化物 半导体场效应晶体管 (NANO MOSFET)的结构 ,它是一种非传统MOSFET .NANO MOSFET源漏区采用金属 ,沟道采用本征硅 ,该结构避免了传统MOSFET的短沟道效应 .利用一组基本器件方程式 ,我们模拟并分析了NANO MOSFET的基本特性 .计算表明 ,NANO MOSFET在一定范围内源漏电导受栅极电压显著调控 ,适用于各种数字电路 ,包括存储单元 .另外 ,选取合适的直流偏置点 ,NANO

线管式热电子发射高温静电除尘器的数值研究

热电子发射式高温静电除尘技术是一种新颖的高温烟气净化方法,与传统的电晕式静电除尘技术不同,其以稀土钨制成的阴极在高温下发射电子的方式使烟气中的粉尘荷电,然后依靠电场力的作用将其捕集.本文建立了线管式热电子发射式高温静电除尘器除尘过程数学物理模型,模型涵盖了颗粒荷电方程和颗粒浓度场.利用MATLAB编写粉尘荷电量和除尘效率的计算程序,并进行数值计算,得到不同条件下粉尘荷电量和除尘效率,系统地研究了各种影响因素与除尘效率的关系,发现降低烟气进口流速、提高温度及收尘电压、减小除尘管半径,都可以提高除尘效率.

高真空热电子发射实验研究

在真空环境下,研究了阳极电压和阴极电压对金属热发射电流强弱的影响。实验结果表明,提高阳极电压和阴极电压有利于电子从阴极逸出,使发射电流得到增强,此外,提高阳极电压能够降低阴极临界电压,增大发射电流,为提高热电子发射效率提供了实验基础和理论依据。

热电子发射对钨偏滤器靶板附近磁化鞘层影响的模拟研究

高约束模式是先进托卡马克装置的首选运行方式,但边界局域模的爆发会使沉积到偏滤器靶板的热负荷急剧增大,导致靶板温度迅速上升,表面热电子发射增强.本文采用一维流体模型模拟了热电子发射对磁化鞘层特性的影响.结果表明,在热电子发射的作用下,靶板的悬浮电势幅值减小,电场强度减弱.大量的热发射电子离开靶板,使得在靶板附近出现净电荷密度为负的区域,将磁化鞘层划分为离子鞘和电子鞘两部分.在电子鞘中,随着靶板表面温度的升高,靶板前累积的电子增多,电势分布呈现非单调性,出现虚拟阴极结构.靶板附近形成的反向电场会限制热发射电子离开靶板,离子运动减速,导致沉积到靶板的离子能量降低.随着磁场与靶板法线夹角的增大,磁化鞘层总电势降变大,虚拟阴极电势降低,磁化鞘层中电子鞘的占比增加,形成虚拟阴极所需的靶板温度升高.

电场作用下飞秒激光辐照金属的超快热电子发射研究

利用双温度方程和Richardson方程模拟了飞秒脉冲激光诱导金属产生的超快热电子发射,对有无外加电场情况下的超快热电子发射进行了比较。结果发现:飞秒激光诱导热电子发射的持续时间在亚皮秒量级,随着电场强度的增加,热电子发射效率明显提高,外加的电场可以增强激光诱导金属表面的热电子发射,施加的电场降低了金属表面的电子逸出势,相当于降低了金属表面的功函,从而提高了热电子发射效率;但在较高的激光能量密度下,随着激光能量的增加,热电子发射的增加变得非常缓慢,这是由于大量逸出的电子在金属表面产生空间电荷效应,阻止电子逃离金属表面。这个结果有助于理解超快电子热行为的机理,并改进超快热电子发射系统。

用卡诺定理推导热电子发射方程

用卡诺定理推导理查森(Richardson)热电子发射方程。

基于光子增强热电子发射太阳能电池影响因素分析

分析光子增强热电子发射(photon enhancedthermionicemission,PETE)器件光电转换原理,对其光电转换效率计算模型进行简化,并验证其光电转换效率的计算方法,据此分析影响PETE器件的光电转换效率的因素,讨论PETE器件的可行的工作条件。研究结果表明:建立的模型效率计算结果与参考模型效率理论值的平均绝对偏差为2.22%;当阴极工作温度为480 K,阴极禁带宽度为1.33 eV,电子亲和势为0.4 eV时,理论效率可达25.84%。