Ar离子溅射诱导硅纳米圆锥阵列的场发射性能

利用碳薄膜作为模板,采用能量1.2keV的Ar离子束室温溅射的方法制备了大面积高密度的硅纳米圆锥。硅纳米圆锥的密度约为(1—2)×109/cm2。场发射性能测量结果表明硅纳米圆锥阵列的场发射性能和碳纳米纤维的场发射性能相当,比已经报道的硅纳米圆锥的场发射性能更好。

金刚石薄膜为掩膜离子束室温溅射可控制备硅纳米圆锥阵列

以金刚石薄膜为掩膜,采用低能Ar+束室温倾角溅射的方法制备密度和形貌可控的硅纳米圆锥阵列。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,离子束溅射后得到的硅纳米圆锥密度与作为掩膜的金刚石薄膜颗粒密度相当;硅纳米圆锥的形貌与离子束入射角有密切关系,随着入射倾角由30°增大到75°,得到的硅纳米圆锥的锥角由73°减小到23°,其长径比从500nm/360nm增大到2400nm/600nm。由于金刚石比硅材料的溅射速率更低,因此以金刚石薄膜为掩膜可以制备较大长径比的硅纳米圆锥阵列;随着入射角的增大,离子束溅射诱导的表面原子有效扩散系数减小和溅射速率增大是硅纳米圆锥的锥角减小、长径比增大的主要原因。