Stabilization of a diamond cold cathode and its application to ultra high sensitive photodetector

金刚石冷阴极的稳定性及其在超高灵敏光电探测器中的应用

基本信息

  • 批准号:
    13305006
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.53万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Throughout our research we have established a. model to explain the mechanism of the electron emission from heavily nitrogen doped CVD diamonds. We have investigated on the electron emission from not only polycrystalline samples, but also homo- and hetero-epitaxial samples. By a) assessing the electric field applied onto the vacuum by measuring-the emission current when variating the distance between the anode and the cathode, and b) from the results of RHEED, Hall measurement, REELS, and Raman Spectroscopy, we have proved the adequacy of our model. Within the last period, we have compared the emission properties of surface treated and non-surface treated diamond samples.Towards our final goal of obtaining an ultra high sensitive photodetector, we have used our diamond emitter as a cold cathode and a photoconductive amorphous selenium (a-Se) as the target. As a prototype, we have fabricated a diode and triode structured photodeter and succeeded in operating this device under voltage and vacuum lower than any know conventional photodetectors. The a-Se, however experienced crysallization after hours of operation, which decreased the performance, although, a small amount of arsenic doped into the selenium film was found to prevent this phenomena.
在整个研究过程中,我们建立了一个模型来解释重氮掺杂CVD金刚石的电子发射机制。我们不仅研究了多晶样品的电子发射,而且研究了同质和异质外延样品的电子发射。通过测量阴极和阳极之间距离变化时的发射电流来评估施加在真空上的电场,以及根据RHEED、霍尔测量、卷轴和拉曼光谱的结果,我们证明了我们模型的充分性。在过去的一段时间里,我们比较了表面处理和非表面处理的金刚石样品的发射性能。为了获得超高灵敏度的光电探测器,我们使用了我们的金刚石发射体作为冷阴极,光导非晶硒(a-Se)作为靶材。作为一个原型,我们制作了一个二极管和三极管结构的光电探测器,并成功地在比任何已知的常规光电探测器更低的电压和真空下工作。然而,a-Se在运行几个小时后发生了结晶,这降低了性能,尽管在硒薄膜中发现了少量的砷掺杂来防止这种现象。

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Y.Yokoyama, X.Li, K.Sheng, A.Mihaila, T.Traikovic, F.Udrea, G.A.J.Amaratunga, K.Okano: "The possibilities of a field effect transistor using diamond for power device application"Appl.Surf.Sci.. 216. 483-489 (2003)
Y.Yokoyama、X.Li、K.Sheng、A.Mihaila、T.Traikovic、F.Udrea、G.A.J.Amaratunga、K.Okano:“使用金刚石的场效应晶体管在功率器件应用中的可能性”Appl.Surf。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Election emission from heavily nitrogen-doped heteroepitaxial chemical vapor deposition diamond
重氮掺杂异质外延化学气相沉积金刚石的电子发射
R.Horiuchi, K.Okano, N.Rupesinghe, M.Chhowalla, G.A.J.Amaratunga: "Seebeck Measurements of N-Doped Diamond Thin Film"Physica Status Solidi (a). 193. 457-461 (2002)
R.Horiuchi、K.Okano、N.Rupesinghe、M.Chhowalla、G.A.J.Amaratunga:“N 掺杂金刚石薄膜的塞贝克测量”物理状态固体 (a)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K. Okano, T. Yamada, A. Sawabe, J. Itoh, G. A. J. Amaratunga: "Metal-insulator-vacuum type electron emission from N-containing chemical vapor deposited diamond"Applied Physics Letters. 79. 275-277 (2001)
K. Okano、T. Yamada、A. Sawabe、J. Itoh、G. A. J. Amaratunga:“含氮化学气相沉积金刚石的金属-绝缘体-真空型电子发射”应用物理快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Metal-insulator -vacuum type emission from N-containing chemical vapor deposited diamond
含氮化学气相沉积金刚石金属-绝缘体真空式发射
  • DOI:
  • 发表时间:
    2001
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Okano;T.Yamada;A.Sawabe;S.Koizumi;J.Itoh;G.A.J.Amaratunga
  • 通讯作者:
    G.A.J.Amaratunga
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