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氢、氧等离子体处理对氮化硼薄膜场发射特性的影响

顾广瑞 , 金逢锡 , 李全军 , 盖同祥 , 李英爱 , 赵永年

功能材料

利用射频磁控溅射方法,在n型(100)Si基底上沉积了氮化硼(BN)薄膜,红外光谱测试表明,所有样品为六角氮化硼(h-BN)结构.经过氢、氧等离子体处理之后,在超高真空系统中测量了BN薄膜的场发射特性.实验结果表明,经过氢等离子体处理后BN薄膜的场发射开启电场明显降低,发射电流明显升高;而氧等离子体处理前后对h-BN薄膜的场发射特性影响不大,只是发射电流略有降低.不同样品的Fowler-Nordheim(F-N)曲线均为直线,表明电子发射是通过隧穿BN表面势垒发射到真空.

关键词: 氮化硼薄膜 , 场发射 , 氢等离子体 , 氧等离子体

脉冲频率对纯钛微弧氧化膜生长特性的影响

李全军 , 吴汉华 , 汪剑波 , 顾广瑞 , 金曾孙

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00488

在Na2CO3-Na2SiO3电解液中, 利用微弧氧化技术在纯钛试样表面制备了氧化膜, 并研究了脉冲频率(500~8000Hz)对膜层生长、相组成及表面形貌的影响. 结果表明: 当脉冲频率<2000Hz时, 膜层的生长速率随频率增加迅速减小, 当>4000Hz时, 其生长速率几乎和频率无关. 微弧氧化膜主要由锐钛矿和金红石相TiO2及少量不饱和氧化物TiO2-x(0.022的相对含量与频率无关, 而TiO2-x随频率的增加而逐渐减少. 氧化膜表面多孔, 随着频率的增加, 膜表面的粗糙度和微孔尺寸逐渐减小, 而微孔的密度逐渐增加.

关键词: 微弧氧化 , pulse frequency , surface morphology , phase component

脉冲频率对纯钛微弧氧化膜生长特性的影响

李全军 , 吴汉华 , 汪剑波 , 顾广瑞 , 金曾孙

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.02.037

在Na2CO3-Na2SiO3电解液中,利用微弧氧化技术在纯钛试样表面制备了氧化膜,并研究了脉冲频率(500~8000Hz)对膜层生长、相组成及表面形貌的影响.结果表明:当脉冲频率<2000Hz时,膜层的生长速率随频率增加迅速减小,当>4000Hz时,其生长速率几乎和频率无关.微弧氧化膜主要由锐钛矿和金红石相TiO2及少量不饱和氧化物TiO2-x(0.02<x<0.07)组成,其中锐钛矿和金红石相TiO2的相对含量与频率无关,而TiO2-x随频率的增加而逐渐减少.氧化膜表面多孔,随着频率的增加,膜表面的粗糙度和微孔尺寸逐渐减小,而微孔的密度逐渐增加.

关键词: 微弧氧化 , 脉冲频率 , 表面形貌 , 相组成

氮气分压对氮化硼薄膜场发射特性的影响

顾广瑞 , 吴宝嘉 , 李全军 , 金哲 , 盖同祥 , 赵永年

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2004.02.010

利用射频磁控溅射方法,真空室中充入高纯N2(99.99 %)和高纯Ar(99.99 %)的混合气体,在n型(100)Si基底上沉积了氮化硼(BN)薄膜.红外光谱分析表明,BN薄膜结构为六角BN(h-BN)相(1 380 cm-1和780 cm-1).在超高真空(<10-7 Pa)系统中测量了BN薄膜的场发射特性,发现沉积时氮气分压的变化对BN薄膜的场发射特性有很大影响.随着氮气分压的增加,阈值电场逐渐升高,这是由于表面粗糙度的变化造成的.充入10 % N2情况下沉积的BN薄膜样品的场发射特性较好,开启电场为9 V/μm,当电场升高到24 V/μm,场发射电流为320 μA/cm2.所有样品的场发射FN曲线均近似为直线,表明电子是通过隧道效应穿透BN薄膜表面势垒发射到真空的.

关键词: 场发射 , BN薄膜 , 氮气分压

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