Plasma processing for carbon-based field-emission materials and their charactersit

碳基场致发射材料的等离子体加工及其特性

基本信息

  • 批准号:
    11450271
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.13万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Field emission characteristics of amorphous carbon nitride (a-C : N) thin films were studied in the applied field strength range of up to 20 V/μm with comparing the characteristics of amorphous carbon (a-C) thin films. Both a-C : N and a-C films were deposited on Si substrates by means of shielded arc ion plating (SAIP) using nitrogen or argon as an operating gas, respectively, and graphite as a solid carbon source. The a-C : N films showed better field emission characteristics, that is, lower threshold field strengths and higher maximum emission current densities, than the a C films. Nitrogen doping to a-C was found to be effective in order to improve the field emission characteristics. Among all of the fabricated a-C : N films, the film containing 23% nitrogen, prepared using a nitrogen arc plasma at a pressure of 1 Pa with applying a sample bias voltage of 100 V, showed the lowest thresholdrfield and the highest emission current density. Furthermore, thickness of this a-C : N was optimized to be ca. 40 nm in order to the best field emission characteristics , that is, a threshold field of 12 V/μm and a emission current density of 3.6 μA/cm^2 at a field of 20 V/μm.
在高达20 V/μm的外加场强范围内,研究了非晶态氮化碳(a-C: N)薄膜的场发射特性,并对非晶态碳(a-C)薄膜的场发射特性进行了比较。以氮气或氩气为操作气体,石墨为固体碳源,采用屏蔽电弧离子镀(SAIP)的方法在Si衬底上沉积a- c: N和a- c薄膜。a-C: N薄膜表现出较好的场发射特性,即较低的阈值场强和较高的最大发射电流密度。在a-C中掺杂氮可以有效地改善其场发射特性。在所有制备的a- c: N薄膜中,在1 Pa压力下,施加100 V样品偏置电压的氮气电弧等离子体制备的含氮量23%的a- c: N薄膜显示出最低的阈值场和最高的发射电流密度。为了获得最佳的场发射特性,将a- c: N的厚度优化为约40 nm,即在20 V/μm的场下,阈值场为12 V/μm,发射电流密度为3.6 μA/cm^2。

项目成果

期刊论文数量(44)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H.Sugimura et al.: "Field emission properties of amorphous carbon nitride thin films prepared by arc ion Plating"Surface and Coatings Technology. 142-144. 714-718 (2001)
H.Sugimura 等人:“通过电弧离子镀制备的非晶氮化碳薄膜的场发射特性”表面和涂层技术。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H. Sugimura et al.: "Electron field emission from nitorgen-doped amorphous carbon thin films prepared by arc ion plating"Proceedings of Second International Conference on Processing Materials for Properties. 315-318 (2000)
H. Sugimura 等人:“通过电弧离子镀制备的氮掺杂非晶碳薄膜的电子场发射”第二届国际加工材料性能会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Sugimura 他: "Fabrication of micro diamond array and electrical characterization of individual diamond microcrystals by scanning probe microscopy"J. Vac. Sci. Technol. B. 17(5). 1919-1922 (1999)
H. Sugimura 等人:“通过扫描探针显微镜进行微金刚石阵列的制造和电学表征”J. Vac. B. 1919-1922 (1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H. Sugimura et al.: "Field emission properties of amorphous carbon nitride thin films prepared by arc ion plating"Surface and Coatings Technolog. 142-144. 714-718 (2001)
H. Sugimura 等人:“通过电弧离子镀制备的非晶氮化碳薄膜的场发射特性”表面和涂层技术。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y. Sakamoto et al.: "Site-selective plasma CVD based on catalytic nucleation enhancemer Fabrication of micro diamond arrays"Diamond and Related Material. 8. 1423-1426 (1999)
Y. Sakamoto 等人:“基于催化成核增强剂的位点选择性等离子体 CVD 制造微型金刚石阵列”金刚石和相关材料。
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  • 通讯作者:
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  • 资助金额:
    $ 8.13万
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    10555247
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 8.13万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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