场发射冷阴极锥尖制备及其性能研究

摘要

以场致发射为基础的真空微电子器件，因其具有功耗低、电流密度大、频率高等诸多优点而倍受关注。场发射阴极作为各种真空微电子器件的核心，其性能的好坏将直接决定着场发射器件的总体性能。人们通过不断的改进阴极结构，优化阴极的制备工艺等各种措施和手段来提高阴极的总体性能，其中，新材料在阴极发射体中的运用是提高阴极性能的主要途径之一，近代科学技术的高速发展以及对新材料的进一步开发和研究为场发射阴极性能的改善提供了广阔的发展空间和开发潜力。
　　在制备场发射阴极时，必须考虑到材料功函数、电导率、密度、热稳定性、化学稳定性等因素对其发射性能的影响，同时要考虑材料对加工工艺上的要求。目前，场发射阴极材料多种多样，但都存在逸出功大，稳定性及均匀性不理想，发射性能低等方面的问题。与之相比，六硼化镧具有优异的物理和化学特性，使之成为场发射阴极发射体的理想材料。人们已经对六硼化镧材料的性能做了大量研究工作，但据目前所见到的国内外文献所知，对六硼化镧阴极的研究多集中在它的热发射方面，对于以此种材料场发射冷阴极方面的研究较少。
　　由于六硼化镧特有的物理化学特性在很大程度上影响乃至决定着其尖锥的制备。而且，目前可借鉴的参考文献较少，围绕着前人做过的方案，本文做了大量工作，在已有文献介绍的基础上，结合原有的理论和实践基础，摸索出了包括高温氧作用反应离子（RIE）刻蚀法、湿法腐蚀法和电化学腐蚀法在内的三种制备工艺，运用电化学腐蚀工艺成功制备了单尖的六硼化镧场发射冷阴极尖锥、钼场发射冷阴极尖锥、钨场发射冷阴极尖锥、钨铼合金场发射冷阴极尖锥以及有六硼化镧薄膜覆盖的钼场发射冷阴极尖锥。对这几种场发射冷阴极的电子发射性能以及六硼化镧场发射冷阴极发射的稳定性等方面进行了测试，并对实验现象和数据进行了仔细的分析和讨论，从而比较系统的总结了对六硼化镧场发射冷阴极的制备及其发射性能的研究。结果表明六硼化镧作为场发射冷阴极，具有良好发射性能和稳定性。

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第一章前 言

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究意义及研究目的

1.3 本论文的主要工作内容及意义

第二章 场致发射概况

2.1 场致发射的发展历史

2.2场致发射的机理及特点

2.3场发射阴极的应用

第三章 常见的场发射冷阴极类型及相应的制备工艺

3.1金属场发射冷阴极

3.2 硅尖场发射阴极

3.3碳纳米管（CNT）场发射阴极

3.4金刚石及类金刚石场发射阴极

3.5硼化物场发射阴极、稀土化合物阴极及其它场发射阴极

第四章 六硼化镧材料特性及其场发射阴极尖锥的制备

4.1 六硼化镧材料的特点

4.2 六硼化镧场发射冷阴极尖锥的制备

第五章 六硼化镧及其他几种材料场发射阴极单尖发射性能测试

5.1样品的制备

5.2六硼化镧及其他几种材料场发射冷阴极尖锥发射性能测试

第六章：结束语

6.1 本文主要工作及结论

6.2 本文工作展望

致谢

参考文献

个人简历

硕士研究生期间发表的论文