CN103045999A - 一种场发射阴极的制备方法 - Google Patents
一种场发射阴极的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103045999A CN103045999A CN2012105831500A CN201210583150A CN103045999A CN 103045999 A CN103045999 A CN 103045999A CN 2012105831500 A CN2012105831500 A CN 2012105831500A CN 201210583150 A CN201210583150 A CN 201210583150A CN 103045999 A CN103045999 A CN 103045999A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sputtering
- preparation
- purity
- sputter
- zrnxoy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
本发明提供一种ZrNxOy纳米线场发射阴极的制备方法，包括：Si衬底在丙酮和酒精中分别经超声清洗15min，然后用去离子水冲洗；采用高纯Ar作为溅射气体，高纯N2作为反应气体；真空室本底压强1.5×10-1Pa，溅射沉积过程的压强为1.5Pa，溅射时所加电压为400V，电流为0.4A，溅射时间为30min，溅射ZrNxOy；生成后的样品再在管式炉中，不同温度下，NZ气氛中退火2小时。
Description
技术领域
本发明属于场发射阴极领域，特别涉及一种场发射阴极的制备方法。
背景技术
FED显示器件面临的主要困难除了真空封装等问题外，均来自于阴极制作工艺。控制场发射的均匀性和稳定性、降低驱动电路成本等难点都直接受FED阴极材料和结构的制约。Spindt型器件要求在一个像素点大小范围内制作成百上千的“尖锥加圆孔”阴极阵列。这使光刻工艺和薄膜制备十分复杂，制作成本也非常昂贵。阴极制作工艺的难题也造成了尖锥阵列形状的均匀性较差，器件整体稳定性不理想，导致Spindt型FED的进一步发展非常困难。
金属材料场发射闺值电压较高，容易被氧化而影响发射稳定性；Spindt型Mo金属微尖阵列技术难度高、设备昂贵、工艺复杂；Si场发射微尖阵列是由于制备微尖工艺的复杂性和大面积制作的困难；单晶金刚石薄膜制备难度大、成本高；多晶金刚石、纳米晶金刚石以及类金刚石难获得大面积、均匀性良好的薄膜，而且电子发射点的均匀性及稳定性、可靠性等也存在问题；碳纳米管主要困难在于如何解决电子发射的稳定性和均匀性以及阴极结构的组装等问题。所以近年来，场发射研究工作者们一直致力于寻找一种场发射性能优越的新材料。目前，研究者们的注意力集中在宽带隙半导体材料上。这是因为宽带隙半导体材料具有成为良好的场发射阴极材料的独特性质，而且实验上也不断验证了宽带隙半导体材料确实比金属具有更为优异的场发射特性。
发明内容
本发明提供一种ZrNxOy纳米线场发射阴极的制备方法，包括：
Si衬底在丙酮和酒精中分别经超声清洗15min，然后用去离子水冲洗；
采用高纯Ar(99，999％)作为溅射气体，高纯N2(99.999％)作为反应气体；
真空室本底压强1.5×10-1Pa，溅射沉积过程的压强为1.5Pa，溅射时所加电压为400V，电流为0.4A，溅射时间为30min，溅射ZrNxOy；
生成后的样品再在管式炉中，不同温度下，NZ气氛中退火2小时。
附图说明
图1不同条件下制备的ZrNxOy纳米线样品的SEM图
图2图2ZrNxOy纳米线场发射J-E曲线(a)和F-N曲线(b)
具体实施方式
本发明提供一种ZrNxOy纳米线场发射阴极的制备方法，包括：Si衬底在丙酮和酒精中分别经超声清洗15min，然后用去离子水冲洗；采用高纯Ar(99，999％)作为溅射气体，高纯N2(99.999％)作为反应气体；真空室本底压强1.5×10-1Pa，溅射沉积过程的压强为1.5Pa，溅射时所加电压为400V，电流为0.4A，溅射时间为30min，溅射ZrNxOy；生成后的样品再在管式炉中，不同温度下，NZ气氛中退火2小时。
图1给出了室温下沉积的以及不同退火温度下的ZrNxOy薄膜的SEM图。退火温度分别为500℃、600℃、700℃、800℃、900℃。
从图可以看出，退火前和退火后的ZrNxOy薄膜都是由纳米级的颗粒组成的。随着退火温度的升高，颗粒尺寸变得稍大一些。但总的来说，退火对薄膜表面形貌产生的影响不大。
图2给出了室温下沉积的以及不同退火温度下的ZrNxOy薄膜的场发射J-E曲线和相应F-N曲线。退火温度分别为500℃、600℃、700℃、800℃、900℃和1000℃。由图看出，随着退火温度的升高ZrNxOy薄膜的场发射特性变好。当退火温度超过800℃时，场发射特性又变差。在800℃退火温度下，薄膜具有最小的开启电场，最大的电流密度，在24V/μm的电场下，电流密度可以达到4700μA/cm2。随着退火温度的变化，ZrNxOy薄膜内部的组成相发生变化；表面突起引起的场增强因子β不同。随着退火温度升高，薄膜中β-Zr7N8O4相增多。据文献报道β-Zr7N8O4相有利于场发射。但当退火温度超过800℃，虽然ZrNxOy薄膜内均匀分布的纳米锥状突起使场增强因子β增大，但是其β-Zr7N8O4相减少，而且Zr-N键含量减少，Zr-O含量增多，减少了电子传输的通道，使得场发射特性又变差。图2(b)给出了相应的F-N曲线。可以看出，退火后的薄膜在高场下F-N曲线的斜率基本相同。
ZrNxOy薄膜ENH具有较好的场发射特性，其导电相ZrN的含量对发射特性产生重要影响。
Claims (1)
1.一种ZrNxOy纳米线场发射阴极的制备方法，包括：
Si衬底在丙酮和酒精中分别经超声清洗15min，然后用去离子水冲洗；
采用高纯Ar(99，999％)作为溅射气体，高纯N2(99.999％)作为反应气体；
真空室本底压强1.5×10-1Pa，溅射沉积过程的压强为1.5Pa，溅射时所加电压为400V，电流为0.4A，溅射时间为30min，溅射ZrNxOy；
生成后的样品再在管式炉中，不同温度下，NZ气氛中退火2小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012105831500A CN103045999A (zh) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 一种场发射阴极的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012105831500A CN103045999A (zh) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 一种场发射阴极的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103045999A true CN103045999A (zh) | 2013-04-17 |
Family
ID=48058857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012105831500A Pending CN103045999A (zh) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 一种场发射阴极的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103045999A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794423C1 (ru) * | 2022-11-07 | 2023-04-18 | Российская Федерация, он имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ изготовления катодного узла микротриода с трубчатым катодом из нанокристаллической алмазной пленки (варианты) |
-
2012
- 2012-12-28 CN CN2012105831500A patent/CN103045999A/zh active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| X.M.CAI,ET AL.: "Effect of N2 AMBIENT ANNEALING ON THE FIELD EMISSION PROPERTIES OF HfNxOy thin films", 《APPLIED PHYSICS A》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794423C1 (ru) * | 2022-11-07 | 2023-04-18 | Российская Федерация, он имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ изготовления катодного узла микротриода с трубчатым катодом из нанокристаллической алмазной пленки (варианты) |
| RU2794423C9 (ru) * | 2022-11-07 | 2023-05-26 | Российская Федерация, он имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ изготовления катодного узла микротриода с трубчатым катодом из нанокристаллической алмазной пленки (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108172488B (zh) | 碳纳米场发射阴极及其制造方法和应用 | |
| CN103050346B (zh) | 场致发射电子源及其碳纳米管石墨烯复合结构的制备方法 | |
| Zou et al. | Field emission from diamond-coated multiwalled carbon nanotube “teepee” structures | |
| JP2007123280A (ja) | ＺｎＯの突起物を有するカーボンナノチューブ | |
| CN102024637B (zh) | 用以制备氧化锌纳米柱阵列场发射组件的方法 | |
| CN104851765A (zh) | 一种微波氢等离子体处理提升碳纳米管场发射性能的方法 | |
| CN104091743B (zh) | 一种自对准栅极结构纳米线冷阴极电子源阵列的制作方法及其结构 | |
| CN104882346B (zh) | 一种碳纳米颗粒包覆的碳纳米管阵列场发射阴极的制备方法 | |
| CN102324350A (zh) | 一种定向生长的网格状高性能碳纳米管场发射阵列 | |
| CN104882347A (zh) | 一种纳米碳片-硅纳米线复合结构场发射阴极的制备方法 | |
| Cui et al. | Flexible field emission devices based on barium oxide nanowires | |
| CN103045999A (zh) | 一种场发射阴极的制备方法 | |
| CN104952674A (zh) | 一种纳米碳片-碳纳米管复合结构场发射阴极的制备方法 | |
| JP2010006670A (ja) | ナノワイヤ構造体およびその製造方法 | |
| CN103065909A (zh) | 一种场发射阴极的处理方法 | |
| TWI309842B (en) | Electron emission source and field emission display device | |
| CN110071027B (zh) | 用于发射x射线的场致发射器件及其制备方法 | |
| LU503066B1 (en) | Graphene-based composite material and its preparation method and application | |
| CN108461368B (zh) | 一种ZnO/PdO复合表面传导电子发射膜及其制备方法 | |
| TWI544512B (zh) | Field emission nanocomposites, fabrication methods, and microfilm loading Set | |
| CN103050350A (zh) | 一种场发射阴极的制备方法 | |
| CN101488431A (zh) | 一种复合式场致发射阴极结构及其制备方法 | |
| CN108987216B (zh) | 一种提升碳纳米管阵列-碳纳米管膜柔性复合材料场发射性能的方法 | |
| JP2002509339A (ja) | 被覆ワイヤーのイオン衝撃された黒鉛電子エミッタ | |
| KR101151353B1 (ko) | 침상 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 침상 전계방출형 전자빔 에미터 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130417 |