《正交氮化硼微納陣列的製備及場發射特性研究》是依託杭州師範大學，由楊旭昕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：正交氮化硼微納陣列的製備及場發射特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊旭昕
- 依託單位：杭州師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
正交氮化硼(oBN)以其獨特sp3和sp2混合雜化方式及獨特的自相似網狀納米表面形貌在冷陰極場發射領域具有潛在的套用優勢。本項目旨在利用光刻技術和氣相沉積方法，在熱解石墨基底上製備出具有特定表面形貌及陣列高度且性能良好的oBN場發射陰極陣列；採用微納陣列工藝與元素共摻雜相結合的方式，系統地研究薄膜沉積參數、陣列圖形參數、元素摻雜比例等實驗條件對oBN陣列場發射性能的影響。通過對發射電子的來源、電子傳輸路徑、尖端電荷和電場分布情況的分析，揭示此類oBN 微納陣列的場發射微觀機制，從而為尋求新型高效的場發射材料提供一種新的選擇。
結題摘要
本項目研究工作按照研究計畫全面展開，並在多方面取得了較好進展。根據研究計畫，我們採用射頻磁控濺射法，以石墨為基底，通過選用不同薄膜沉積參數,成功製備了不同厚度的高質量納米晶正交氮化硼（oBN）薄膜。採用紫外光刻工藝在石墨基底上實現了有序的柱狀微納陣列結構。在此基礎上, 選用最佳薄膜沉積工藝在最佳化的石墨陣列上沉積了高質量納米晶oBN薄膜並對其場發射性質進行了系統的測量。實驗結果表明，oBN/石墨陣列的場發射性質隨oBN薄膜厚度增加而降低。與高質量cBN薄膜相比，獲得的oBN樣品的場發射性質得到顯著增強。場發射微觀機制分析表明，oBN/石墨結構具有良好的界面接觸，其界面附近的高濃度導電層為場發射注入了大量的可發射電子。此外，oBN薄膜獨特的自相似六角網狀互聯與孤立的納米晶粒共存的表面形貌和三維的連續的內部網狀結構極大的降低了電子發射的有效勢壘高度。該研究結果為oBN材料在微電子學領域的套用奠定了一定的物理基礎。到目前為止，項目按計畫完成了各項研究內容。此外，我們以二氧化鈦納米管陣列為基礎，在電子場發射領域開展了相關的拓展工作。
