可低压驱动的钛酸钡薄膜场发射研究

摘要

场发射平板显示技术是实现阴极射线管显示平板化的方案之一，其核心技术是可低压驱动的高亮度场发射阴极。文中提出了一种结合了Spindt微尖和传统金属-氧化物-半导体(MOS)结构两者的优点的新型的场发射阴极结构，即利用钛酸钡薄膜代替MOS结构中的氧化物绝缘层，用具有微孔网状结构的薄金属膜作为栅极代替MOS结构中的金属层。本文使用射频磁控溅射法沉积钛酸钡薄膜在硅衬底上，之后再在此基础上沉积大约15nm厚的金膜作为栅极。利用扫描电子显微镜、能量色散分析仪和x射线衍射仪对薄膜进行了表征。在高真空腔内进行的场发射测试结果表明：当栅极电压高于3V时就观察到了电子发射现象，而且它的发射特性符合场发射的F—N理论，但发射效率低。通过有限元方法对这种具有微小栅极孔径的阴极结构进行了模拟，计算电子发散角与孔径、栅极厚度和栅极电压的关系。模拟的结果表明场发射效率可以高于20％，分析实验中的低效率主要是由栅极的漏电流引起的，据此提出了新的场发射阴极结构以减小漏电流，从而提高场发射效率。

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第一章前言

第二章场发射理论

第三章溅射镀膜与薄膜的表征

第四章钛酸钡薄膜的制备及场发射特性

第五章总结

参考文献

致谢