相較于常見的金屬氧化物場發(fā)射體材料(如:氧化鋅、氧化鐵以及氧化銅等)多晶硫化銅作為一種窄帶隙(1.1-2.74 eV),電子傳輸特性較好的半導(dǎo)體材料,擁有較低的功函數(shù)。應(yīng)該是一類很有前途的場發(fā)射體候選材料。當(dāng)然,場發(fā)射體的形貌結(jié)構(gòu)對場致電子發(fā)射亦至關(guān)重要�；谶@兩點想法,本學(xué)位論文依據(jù)場致電子發(fā)射基礎(chǔ)理論,在前人相關(guān)工作的基礎(chǔ)之上,以“陽極氧化法可控制備硫化銅三維納米結(jié)構(gòu)薄膜及其場致電子發(fā)射性能”為題,系統(tǒng)總結(jié)了作者攻讀碩士學(xué)位期間的研究工作。本論文嘗試采用陽極氧化法,設(shè)計、制備有利于增強(qiáng)場致電子發(fā)射的多晶硫化銅三維納米結(jié)構(gòu)薄膜,并分別研究了陽極氧化時間與陽極氧化電流對其形貌結(jié)構(gòu)調(diào)控及場發(fā)射性能的影響。本論文著重述及以下兩個方面的研究內(nèi)容和結(jié)果:1)探究了不同的陽極氧化時間,對硫化銅三維納米片陣列膜形貌結(jié)構(gòu)演化的調(diào)控規(guī)律,成功地一步合成益于場電子發(fā)射的三維納米片陣列膜。選擇最佳的陽極氧化時間,可使其場致電子發(fā)射特性顯著改善,開啟電場由11.84 V/μm降低至2.84 V/μm。分析認(rèn)為,最佳的氧化時間制備的納米片擁有較為銳利的邊緣,分布均一,發(fā)射位點分布適宜。其場發(fā)射性能增強(qiáng)的原因為隨著陽極氧化時間的調(diào)節(jié),硫化銅三維納米片形貌發(fā)生顯著變化,使得場發(fā)射的發(fā)射為電密度,局域場隨著氧化時間的調(diào)整得以優(yōu)化。2)探究了陽極氧化電流,對硫化銅三維納米結(jié)構(gòu)形貌演化的調(diào)控規(guī)律,成功地一步制備出硫化銅三維納米片/納米帶復(fù)合結(jié)構(gòu)薄膜。選擇最佳的陽極氧化電流,可使硫化銅納米片/納米帶復(fù)合結(jié)構(gòu)的開啟場由9.77 V/μm降低至1.90V/μm。相較于三維納米片結(jié)構(gòu),三維納米片/納米帶復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)射位點密度更大且受場屏蔽效應(yīng)的影響較小。本文的研究結(jié)果表明,這種新穎的硫化銅三維納米結(jié)構(gòu)薄膜的場致電子發(fā)射開啟電場較低,電流密度較大,熱穩(wěn)定性好,在真空微納米電子器件領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：西北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.2;O462
【部分圖文】：

N型半導(dǎo)體為例其能級變圖（a）無外加場能級；（b）加外加場能級彎曲圖

三維硫化銅納米壁制備流程簡單示意圖

圖 3-2（a-d）氧化 5, 10, 15, 21 min 得到的硫化銅納米壁薄膜樣品的低倍 SEM 圖，插圖為對應(yīng)樣品的斷面圖；（c-d）相應(yīng)樣品的高倍 SEM 圖。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 左應(yīng)紅;朱金輝;;熱場致電子發(fā)射陰極表面電場瞬態(tài)響應(yīng)特性模擬[J];現(xiàn)代應(yīng)用物理;2017年01期

2 王如志;王波;嚴(yán)輝;;場致電子發(fā)射薄膜材料研究評述[J];中國材料進(jìn)展;2009年03期

3 李志兵,許寧生,鄧少芝,鄭曉,陳冠華;碳納米管場致電子發(fā)射新機(jī)制[J];物理;2004年10期

4 淵小春;張秀霞;魏舒怡;;不同金屬絲上生長碳納米管及其場致電子發(fā)射特性的比較[J];陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年05期

5 ;電子器件[J];電子科技文摘;2006年02期

6 丁邦建,王維彪;多孔硅場致電子發(fā)射[J];液晶與顯示;2000年04期

7 楊德清,李曉川,陳爾綱;W[111]場致電子發(fā)射的實驗研究[J];云南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1987年02期

8 何金田，李運鈞，姚寧，王建恩，張兵臨，張友渝;金剛石鑲嵌非晶碳膜的場致電子發(fā)射研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);1996年05期

9 黃浩;樊志琴;劉聃;;碳納米管場致電子發(fā)射研究進(jìn)展[J];世界科技研究與發(fā)展;2009年04期

10 王小平,姚寧,李運鈞,何金田,張兵臨;金剛石鑲嵌非晶碳膜表面形貌對場致電子發(fā)射的影響[J];發(fā)光學(xué)報;1998年03期

相關(guān)會議論文 前8條

1 李志兵;;碳納米管場致電子發(fā)射的多尺度計算[A];全國計算物理學(xué)會第六屆年會和學(xué)術(shù)交流會論文摘要集[C];2007年

2 姚寧;王執(zhí)乾;邢宏偉;李全友;秦玉華;張兵臨;王英儉;;快速沉積鏈狀碳納米管薄膜及場致電子發(fā)射特性[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第2分冊）[C];2010年

3 王維彪;梁靜秋;梁中翥;;金剛石/石墨烯復(fù)合材料的場致電子發(fā)射[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十九屆學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2013年

4 趙傳熙;陳軍;王波;伊福廷;;高能X射線輻照對ZnO納米線結(jié)構(gòu)及其場致電子發(fā)射特性的影響[A];中國真空學(xué)會2012學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2012年

5 劉曉苗;胡明哲;嚴(yán)清峰;;ZnO有序陣列的制備及場致電子發(fā)射性能的研究[A];第十六屆全國晶體生長與材料學(xué)術(shù)會議論文集-02半導(dǎo)體材料器件及應(yīng)用[C];2012年

6 吳朝興;張永愛;周雄圖;李福山;郭太良;;三維石墨烯結(jié)構(gòu)的自組裝制備與場發(fā)射性能研究[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十九屆學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2013年

7 馬會中;張?zhí)m;姚寧;張兵臨;;類石墨薄膜的脈沖激光沉積及場致電子發(fā)射特性研究[A];2002年中國光學(xué)學(xué)會年會論文集[C];2002年

8 王偉良;;場致電子發(fā)射多尺度含時密度泛函理論[A];第七屆全國青年計算物理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 本報記者 馮衛(wèi)東;車窗“兼職”顯示屏[N];科技日報;2010年

2 記者 黃健 劉s

本文編號：2822998