負性電子親和力窒化炭素材料からのフィールドエミッション

负电子亲和势氮化碳材料的场发射

基本信息

批准号：
12875122
负责人：
齋藤秀俊
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875122/
关键词：
電界放出アモルファス炭素ウイスカー ZnO 窒化炭素 CVD SEM 蛍光体

项目摘要

大気開放型化学気相析出(CVD)法において、原料にZn(C_5H_7O_2)_2とAl(C_5H_7O_2)_3を用いて、Si単結晶など平坦な基板上にAl:ZnO結晶を成長させると、基板から垂直に成長した導電性ウイスカーとなる。本研究では、先端がきわめて鋭利なミクロ構造体Al:ZnOウイスカー群を導電性基板上に合成し、さらに低電子親和力をもつアモルファス炭素系膜をコーティングした。このようにして得られた素子から電界放出(フィールドエミッション)を得た。その結果,以下に示すことがわかった。1)電界放出素子の電子放出能はウイスカーの先端形状に大きく依存した。アモルファス炭素系膜が厚くウイスカーを埋めて平坦な場合には、電子放出能は小さかったが、膜が薄くウイスカーの形状が保たれていると、電子放出能は大きく向上した。2)BrCN+Arを原料として作製されたα-CN_x:H膜をコーティングして作製された電界放出素子の電界放出特性は比較的良好で、しかも安定性がよかった。電流密度1μA/cm^2における閾値電界が1.5V/μmで、最大電流密度0.1mA/cm^2が得られた。電極間距離50μmで100V程度の印加電圧で1A/m^2の電流が得られる計算になり、現在実用化目標である電流密度0.1A/m^2を軽く超えている。また結果は大型ディスプレイ(42インチ相当)における消費電力が60W程度になることを示しており、現在のプラズマディスプレイの消費電力400Wより大きく消費電力を低減したディスプレイの製造も期待できる。なお、赤色蛍光体を実際に強力に発光させるのに成功した。導電性ウィスカーとアモルファス炭素系膜の組合せは,高効率な電界放出素子になり得ると結論する。

在大气开放型化学蒸气沉积（CVD）中，当使用Zn（C_5H_7O_2）_2和Al（C_5H_7O_7O_2）_3作为原材料作为原始材料，从si _2和al（C_5H_7O_7O2）生长Al：ZnO晶体（例如Si单晶）时，将ZnO晶体生长在Si单晶上。在这项研究中，将一组具有极高尖端的Al：ZnO的微观结构在导电底物上合成，并进一步涂有一个具有低电子亲和力的无定形碳基膜。从这样获得的元素获得场排放。结果表明显示了以下内容。 1）电场发射装置的电子发射能力在很大程度上取决于晶须的尖端形状。当无定形的碳基膜厚且平坦，并填充晶须时，电子发射能力很小，但是当膜薄且保持晶须形状时，电子发射能力会大大提高。 2）通过涂层α-cn_x：h胶片制成的α-cn_x：h膜作为原材料制成的现场发射装置的现场发射特性相对较好，并且稳定性非常好。 1μA/cm^2的电流密度的阈值电场为1.5 v/μm，最大电流密度为0.1 mA/cm^2。进行此计算以在约100V的施加电压下获得1A/m^2的电流，电极距离为50μm，并且略高于0.1a/m^2的电流密度，这是当前实际使用的目标。结果还表明，大型显示器的功耗（相当于42英寸）约为60W，并且预计具有大于当前400W等离子体显示器的功耗的显示也可以减少。此外，它成功地使红色磷光子以极大的力量发光。结论是，导电晶须和无定形碳膜的组合可能是高效的现场发射装置。