氮化碳薄膜场致电子发射特性研究

摘要

本文分别采用直流磁控溅射技术和微波等离子体增强化学气相沉积(MPCVD)技术在镀钛氧化铝陶瓷衬底上制备了氮化碳薄膜,并研究了样品的场致电子发射特性,发现氮化碳薄膜的场致发射特性与其沉积条件有密切的关系.采用直流磁控溅射方法制备的氮化碳薄膜的场致发射特性与衬底温度和N<,2>/Ar流量比有关.在我们的实验范围内,衬底温度为400℃左右,氮气体积流量占总溅射气体约70%时氮化碳薄膜的场致发射特性最好.采用MPCVD方法制备的氮化碳薄膜的场致发射特性与反应系中N<,2>/H<,2>流量比及甲烷流量有关.保持甲烷流量不变,在氮气比例较高时,所制备薄膜的场致发射特性较好.在N<,2>/H<,2>流量比恒定时,样品的场致发射特性与反应系中甲烷的流量有关,甲烷流量较大时,薄膜的场致发射阈值较低,发射电流密度较大.在N2和H2流量均为50Sccm,甲烷流量为8Sccm时,发现样品的场致发射特性最好,其阈值电场为1.11 V/μ m,最大发射电流密度为17.5 μ A/cm<'2>(E=5.9V/μ m时).

目录

文摘

英文文摘

引言

第一章冷阴极场致电子发射

1.1场致电子发射现象

1.2场致电子发射的物理机制

1.2.1逸出功

1.2.2场致电子发射规律及Fowler-Nordheim方程[1]

1.3场致发射冷阴极材料的研究进展

1.3.1碳基薄膜的发展

1.3.2氮化碳薄膜的研究进展

参考文献

第二章磁控溅射制备氮化碳薄膜的场致发射特性

2.1引言

2.2磁控溅射

2.2.1溅射的物理过程[4，5]

2.2.2磁控溅射镀膜

2.2.3直流磁控溅射沉积系统[1]

2.3实验

2.3.1氮化碳薄膜的制备

2.3.2氮化碳薄膜场致发射特性的测试方法

2.4实验结果和分析

2.4.1氮掺杂对非晶碳薄膜场致发射特性的影响

2.4.2不同条件下沉积氮化碳薄膜的场致发射特性

2.5小结

参考文献

第三章 等离子体化学气相沉积氮化碳薄膜的场致发射特性

3.1引言

3.2微波等离子体化学气相沉积机制

3.2.1微波等离子体CVD

3.2.2MPCVD沉积系统

3.2.3 MPCVD生长氮化碳薄膜的机制

3.3氮化碳薄膜的制备

3.4实验结果和分析

3.4.1 薄膜的鉴定

3.4.2氮化碳薄膜的场致发射特性

3.5小结

参考文献

第四章结论

致谢