微图形定向碳纳米管场发射阵列冷阴极的研究

本文介绍了一种微图形化碳纳米管场发射阵列冷阴极,每个图形的直径仅为1μm,构成一个发射单元。制作工艺如下:首先在硅(100)基片上沉积氮化钛缓冲层,然后采用曝光工艺获得直径为1μm的胶孔阵列,沉积催化剂铁,最后采用直流等离子体增强化学气相沉积(DC-PECVD)生长直立的碳纳米管。并对17500个发射单元的阵列阴极进行了表面形貌表征及场发射特性测试。结果表明,碳纳米管阵列阴极的一致性较好;最低开启电场为1 V/μm;电场为17 V/μm时,测得的电流密度已达到90 mA/cm2;发射电流为550μA时,在2.5 h内的波动小于5.6%。

提高钼尖锥场致发射阵列阴极发射性能的研究

在利用微细加工技术和双向薄膜沉积工艺制得的钼尖锥场致发射阵列阴极进行实用化的过程中,目前存在的两个主要障碍是,阴极发射电流密度低和工作不稳定。通过对阴极发射失效机理和失效阴极的SEM照片进行研究认为,导致电流密度较低的原因是由于尖锥阵列的不均匀性造成只有部分尖锥发射电子;引起发射不稳定的主要因素是由于尖锥表面的微凸起和毛刺以及它吸附的各种影响有效功函数的污染物。采用电阻限流技术提高了阵列发射的均匀性,同时通过阴极老炼技术增强了场发射的稳定性,使其电流发射密度有很大程度的提高,而且电流波动也大为减小。研究结果对于该阴极在射频功率和平板显示等器件上的应用有着重要的意义。

钼尖场致发射阵列阴极的性能研究

利用微细加工技术和双向薄膜沉积技术对钼尖场发射阵列阴极的工艺进行了较为细致的研究 ,并在专用的真空系统中对所得阵列阴极的发射性能进行了测试 ,得到了一定的场致发射电流密度值。测试中采用数据采集系统监测栅极电压、阳极电压、阳极电流和栅极电流 ,测量了阴极阵列的发射稳定性和发射噪声。对发射的失效机理进行了实验研究和分析 ,认为发射失效的主要原因在于栅极和基底之间的漏电 ,尖锥和栅极孔间的暗电流 ,电极间的放电和放气 ,以及环境真空度和尖锥的不均匀性等。

场致发射阵列阴极电子枪的设计及模拟研究

讨论了微波管用电子枪的一般参数和要求 ,对于在微波管中应用场发射阵列阴极电子枪的情况作了分析 ,表明其中存在的主要问题是电子注散焦。通过比较场发射电子注聚焦的几种方法 ,利用传统电子枪整体聚焦的思想 ,初步设计了一个场发射阵列阴极电子枪模型 ,它包括场致发射阵列阴极 ,一个Whelnelt电极 ,一个聚焦电极和一个阳极。通过利用Mafia软件对电子注轨迹的模拟计算 ,对电子枪的聚焦部分进行了改进。

基于ANSYS的场发射阵列阴极焊接应力研究

该文基于ANSYS平台模拟了场发射阵列阴极与钼电极钎焊工艺参数对钎焊层等效应力的影响,并根据仿真结果进行了实验验证。仿真结果表明,当钎焊温度为850℃时,最大等效应力最小;当降温速率为23℃/min时,最大等效应力最大,之后随降温速度的增加而迅速减小;在降温过程中,高温区逐渐向硅基底扩展,温度沿焊缝方向呈对称分布,焊缝中心温度高,两边温度低。测试结果表明,钎焊接头组织致密,焊缝结合良好,没有裂纹和空洞等缺陷,且钎料对硅基底的影响很小。这是一种可行的、低成本的实现硅基场发射阵列阴极焊接的有效方法。

场发射阵列阴极(FEA)在微波器件中的应用

分析了场发射阵列阴极的跨导、电容以及阵列阴极的发射电流密度、电子束直径、电流稳定性对微波器件性能的影响,并提出了相应的改善措施,有效地提高了微波器件的性能.最后,概述了金刚石薄膜及碳纳米管阵列阴极在微波器件中的应用情况,目前虽然还不成熟,却显得有极大的潜力.

场发射阵列阴极在行波管中的应用

给出了场发射阵列阴极的发展概况和制造方法 ,讨论了采用场发射阵列阴极作为行波管电子源的可能性和电子枪设计的有关问题 。

阵列场发射电子源的新进展

阵列场发射阴极与真空微电子学是当前国际电子学领域的研究热点之一,发展迅速,某些先进电子物理装置内的真空不加热电子源也有相应发展。根据这一趋势,按真空电子发射学科的特点,抓住其中研究与报道相对集中的阴极类型,进行了扼要的总结、归纳与评价;对近年来信息显示学科领域内已发展为实用的阵列等离子体电子源也进行了简单的介绍。

场致发射阵列阴极制备工艺研究

在修改常规Spindt型阴极制备工艺的基础上制作出低电压驱动且具有亚微米栅极孔径的场发射阵列,采用硅的局部氧化工艺制备栅极绝缘层,利用硅的侧向氧化使栅极孔径降低到亚微米量级,腐蚀出微腔阵列,通过固定角度蒸发铝制作牺牲层,再利用电子束蒸发钼,在微腔里沉积钼尖锥,去除牺牲层,成功制备出钼尖锥场发射阵列。为了改善场发射性能,制作出了六硼化镧尖锥阵列。分别对钼尖锥阴极阵列和六硼化镧尖锥阴极阵列的场发射特性进行了测试。本文研究对场发射阵列在实际中应用有着重要的意义。

LaB_6复合型场发射阵列阴极的结构设计（英文）

为了提高传统Spindt型场发射阵列阴极的稳定性,提出了一种新型的LaB_6复合型场发射阵列阴极结构,该结构包括非晶硅电阻层、钼过渡层和六硼化镧发射体层。基于ANSYS平台模拟了该阴极中电阻层、过渡层和发射体层厚度对热应力场分布的影响,并根据仿真结果进行了实验验证。仿真结果表明,电阻层厚度不影响热应力场的分布,只是改变热应力的大小;随着电阻层厚度的增加,阴极最大热应力会减小;过渡层可以有效减缓发射层的热应力,且过渡层的厚度会影响热应力场的分布;当电阻层厚度为72 nm,过渡层厚度为200 nm,发射层厚度为728 nm时,阴极最为稳定。薄膜热应力测试结果与模拟结果基本一致,证实了引入过渡层和电阻层对于减小阴极热应力的可行性。

LaB_6场发射阴极阵列的制备工艺研究

利用微细加工技术在单晶LaB6材料上制备出了场发射二极管阴极阵列。具体工作是结合半导体工艺,采用薄膜沉积、涂胶、曝光、显影、刻蚀以及电化学腐蚀等一系列工序制备出了性能良好的尖锥阵列。工作的重点是覆有掩膜层单晶LaB6材料的电化学腐蚀,通过大量实验摸索出了最佳的工艺参数(包括电解液类型及浓度、电解电流、电解时间等),得到了具有一定表面形貌及阵列高度且底面平整度良好的场发射阴极阵列。

单晶LaB_6场发射阵列的电化学腐蚀工艺

六硼化镧(LaB6)场发射尖锥阵列的刻蚀工艺是制备LaB6场发射阵列阴极的关键。在(111)面单晶LaB6基片上,用等离子体增强化学气相沉积法制备氮化硅层做掩膜,光刻后采用电化学腐蚀方法对基片进行刻蚀,得到具有一定高度的LaB6尖锥场发射阵列。讨论了单晶LaB6的电化学腐蚀机理。改变各种电化学腐蚀参数,包括电解液成分、电解液浓度、阳极所加电压,用电子扫描显微镜观察样品形貌。结果发现H3PO4是刻蚀单晶LaB6的理想电解液,它克服了过去电化学实验中经常遇到的尖锥各向异性问题。随着电解液浓度或阳极电压的增大,尖锥高度增加,但是基底表面变得更为粗糙。另一方面,阳极电压太小时,有横向刻蚀现象产生,不利于提高发射体的场增强因子。此外,在二极管结构中初步测试了LaB6尖锥场发射阵列的电流发射特性,在真空度2×10-4Pa、极间距离0.1 mm、阳极电压900 V下,发射电流达到13 mA。

场致发射硅尖阵列的研制

研究真空微电子器件场致发射硅尖阵列的制作工艺.利用HNA湿法腐蚀工艺制作场致发射硅尖阵列,比较带胶腐蚀与不带胶腐蚀的不同.采用氧化削尖技术对硅尖进行锐化处理.制作了50×60硅尖阵列,同时给出了硅尖阵列的I-V特性.利用HNA湿法腐蚀制备的硅尖结构与理论分析一致,锐化处理改善了硅尖阴极阵列的场致发射特性.

利用UV曝光技术研制单根定向碳纳米管阵列冷阴极

通过普通的紫外（UV）光刻工艺，结合“变倾角缩口”新技术，研制了不同发射单元尺寸的碳纳米管（CNTs）阵列阴极。扫瞄电镜分析表明，随着缩口尺寸的依次减小（从0．6μm到0．4μm，最后到0．2μm），发射单元内CNTs的根数也不断减少。当孔径缩至0．2μm时，发射单元仅由1根～3根CNTs组成，并且大部分单元顶端均有单根CNT伸出，使得整个发射体近似于单根CNT。场发射特性测试结果表明，0．2μm发射单元尺寸的阵列阴极，开启电场约2V·μm-1；当场强为20V·μm-1时，该阵列的电流密度达到0．35A·cm-2，比1μm尺寸的阵列阴极提高了近4倍，比连续生长的薄膜CNTs阴极则高1～2个数量级。

真空微电子压力传感器的研制

提出了一种带过载保护功能的真空微电子压力传感器。对传感器的压力敏感膜尺寸、阴阳极间距等结构参数进行了分析计算;针对过载保护的问题,在结构上设计了过载保护环,实现了真空微电子压力传感器的过载自保护功能。采用硅的干、湿法结合的腐蚀、氧化锐化和真空键合等工艺技术,成功地研制出传感器实验样品。对传感器实验样品的参数进行了测试分析,其场致发射阴极锥尖阵列密度达24000个/mm2,起始发射电压为0.5～1V,反向电压≥25V,当正向电压为5V时,单尖发射电流为0.2nA,压力灵敏度为0.1μA/KPa。

共面双栅极金刚石薄膜FEAs的计算机模拟

本文提出共面双栅极金刚石薄膜的场发射阵列阴极 (FEAs) ,它由平行的栅极、共面反射极和长条型的金刚石薄膜场发射体组成。采用PIC粒子模拟软件MAGIC模拟这种结构的电子轨迹、相空间图和发射电流 电压等特性 ,并与只有栅极时的情况进行对比 ,表明反射极对电子注有会聚作用 ,能形成层流性良好的电子注 。

其他

O462.4 2003032146钼尖场致发射阵列阴极的性能研究=Properties of Mofield emission arrays[刊,中]/冯进军(北京真空电子技术研究所.北京(100016)),丁明清…∥液晶与显示.—2002,17(1).—39-43利用微细加工技术和双向薄膜沉积技术对钼尖场发射阵列阴极的工艺进行了较为细致的研究,并在专用的真空系统中对所得阵列阴极的发射性能进行了测试,得到了一定的场致发射电流密度值。测试中采用数据采集系统监测栅极电压、阳极电压、阳极电流和栅极电流。

《液晶与显示》2002年和2003年刊登的主要论文题名

为使广大读者更多地了解和利用《液晶与显示》 ,现将 2 0 0 2年和 2 0 0 3年在本刊发表的主要论文题名刊出。您若想了解有关论文的详细内容 ,可到当地图书馆查阅或通过网上阅读 (网址请看本刊目次页(英文 ) ) ,也可直接与本刊编辑部联系 ,我们将竭诚为您服务。联系方法与地址请见本刊封底。

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光电子技术与器件 其他

O462．3 2005032161 GaAs光电阴极稳定性的光谱响应测试与分析=Spectral response measurement and analysis of stability for GaAs photocathode[刊,中]／杜晓晴(南京理工大学电子工程与 光电技术学院．江苏,南京(210094)),宗志园…∥光子学 报．-2004,33(8)．-939-941 利用光谱响应测试仪对激活后的反射式GaAs(Cs,O) 光电阴极进行了稳定性测试,获得了阴极随时间变化的光 谱响应曲线。