黄柏仁
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叶忠信
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李世鸿
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汪岛军
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陈昆歧
新型炭材料
采用微波等离子体化学气相沉积系统存钛/硅基板上沉积类金刚石薄膜,并利用拉曼光谱仪、扫瞄式电子显微镜及原子力显微镜研究了氢等离子体前处理及快速退火后处理对类金刚石薄膜场发射特性之影响.在沉积类金刚石薄膜之前,钛/硅基板使用了两种前处理技术:第一种为研磨金刚石粉末,第二种为研磨金刚石粉末后外加氢等离子体刻蚀处理.成长类金刚石薄膜后进行快速退火处理.发现不论是氢等离子体前处理还是快速退火后处理皆能改善场发射特性,其中经退火后处理的场发射特性比氢等离子体前处理的场发射特性改善更明显.其因之一在于快速退火后处理可在类金刚石薄膜表而形成sp2丛聚,提供了很多的场发射子,也同时增加了表面粗糙度;另一个原因可能是在快速退火后处理期间会使类金刚石薄膜进一步石墨化,因而提供了许多电子在通过类金刚石薄膜时的传输路径.研究结果表明:利用适当的前后处理技术可改进类金刚石薄膜的场发射特性,进而做为冷阴极材料之应用.
关键词:
类金刚石
,
等离子体处理
,
快速退火
,
场发射
李世鸿
,
叶忠信
,
张永平
,
汪岛军
,
黄柏仁
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(08)60049-9
以化学气相沉积法成长多晶金刚石薄膜时,薄膜的品质会受到成长时间、成长压力、反应气体比例、偏压与否及成核的机制等因素影响.研究采用微波电浆辅助化学气相沉积(MPECVD)法,以甲烷(CH4)和氢气(H2)作为反应气体原料,在P型(111)硅基板沉积多晶金刚石薄膜.典型沉积多晶金刚石薄膜的制程可分为四个阶段:抛蚀表面阶段、渗碳阶段、偏压增强成核(BEN)阶段及成长阶段.研究将成长阶段划分为两个阶段,第一阶段压力较低(成长Ⅰ阶段),第二阶段压力较高(成长Ⅱ阶段).结果表明:第一阶段可大大改善金刚石薄膜的品质,所获多晶金刚石薄膜的晶粒具有明确的颗粒边界、较低的碳化物或缺陷,电导率急剧降低,显现出本徵金刚石半绝缘的性质.可以认为金刚石薄膜品质的改善完全为低压成长所致.实验发现在成长Ⅰ阶段或成长Ⅱ阶段施加偏压时,只会降低多晶金刚石薄膜的品质.
关键词:
多晶金刚石薄膜
,
微波电浆辅助化学气相沉积(MPECVD)
,
两段成长
,
偏压增强成核(BEN)
黄柏仁
,
叶忠信
,
汪岛军
,
谭振台
,
宋健民
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(08)60040-2
以阴极电弧法,分别于硅基材与铜纳米线(CuNWs)/硅基材(其中铜纳米线系阳极氧化铝(AAO)模板技术成长于硅基材上)沉积非晶碳膜,,分别以扫描电子显微镜(SEM)、原子力电子显微镜(AFM)和X光电子光谱仪(XPS)表征了非晶碳膜/铜纳米线/硅基材与非品碳膜/硅基材两者之表面形貌、粗糙度、结构及键结等物理特性.并比较两者之电子场发射特性.研究结果显示:两者都拥有低起始电场及高电流密度,其中非品碳膜/铜纳米线/硅基材的场发射起始电压为3.75 V/μm优于非品碳膜/硅基材的15 V/μm,因此非晶碳膜/铜纳米线/硅基材更适用于场发射平面显示器(FED)之发射子,可应用于高稳定性及低成本之场发射平面显示器之研发.
关键词:
场发射
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非晶碳膜
,
铜纳米线(CuNWs)
,
阳极氧化铝(AAO)
