Si FEAのHfC被覆による特性改善－引出ゲート付きHfC被覆Si FEAの作製と評価

摘要

我々はSiフィールドエミッタアレイ（Si FEA）の大電流放出と寿命改善を目指し、その特性改善を行った。 Si FEAに化学的に不活性かつ超高融点であるハフニウムカーバイド（HfC）を被覆し、その電子放出特性の測定を行った。 HfCは誘導コイル付マグネトロンスパッタリングを用いて成膜した。エミッタ作製に先立ちHfC膜の特性評価をX線光電子分光、X線回折などで行いHfとCの結合状態と膜の配向性、結晶粒の大きさを確認した。 さらに作製したHfC FEAの電流－電圧特性、寿命特性を測定し、動作エミッタ数の変化の有無を拡大投影を行うことで確認した。 その結果、Si FEAの20倍以上の電子放出が可能であり、放出時間経過における放出電流減少が抑制され、動作エミッタ数も約6倍に増加したことを確認した。 また、駆動電圧についても15V以上低電圧化することが可能となった。