納米半導體場發射冷陰極理論與實驗

《納米半導體場發射冷陰極理論與實驗》是2017年科學出版社出版的圖書，作者是王如志、嚴輝。

基本介紹

• 中文名：納米半導體場發射冷陰極理論與實驗
• 作者：王如志、嚴輝
• 出版時間：2017年12月
• 出版社：科學出版社
• ISBN：9787030510426
• 類別：半導體技術
• 定價：¥138.00
• 裝幀：平裝

內容簡介

場發射冷陰極在顯示技術、微波能源及高頻電子等方面具有十分重要的套用。本書基於作者多年來在納米半導體場發射冷陰極方面的工作積累，對該領域的發展歷程、理論基礎、設計模型與製備性能進行了系統的介紹與討論，期望為新型納米半導體場發射冷陰極研發與器件套用提供指導與參考。本書主要包括以下內容：半導體場發射理論模型及其在納米體系下的場發射理論模型的適用性問題；半導體量子結構增強場發射基本原理與思想；從實驗與理論兩方面系統探討了不同的量子結構(晶軸取向、膜厚膜層、組分搭配、摻雜濃度及表面處理等)半導體薄膜的場電子發射特性、場發射耦合增強物理機制及其能譜特性。*後，對納米半導體場發射冷陰極器件的發展與套用進行了展望。

目錄

第1章納米半導體場發射冷陰極概述1

1.1場發射顯示器發展歷程及相關技術1

1.2場電子發射基本原理7

1.3半導體場發射冷陰極發展概述9

1.3.1微尖錐陣列結構10

1.3.2一維納米陣列結構10

1.3.3半導體薄膜及發展11

1.4納米場發射材料13

1.4.1納米氮化物半導體場發射材料14

1.4.2納米氧化鋅場發射材料15

1.4.3納米碳管場發射材料17

1.4.4納米金剛石薄膜場發射材料19

1.4.5石墨烯場發射材料20

1.4.6其他場發射材料22

1.5納米場發射冷陰極器件套用22

1.5.1場發射共振隧穿二極體22

1.5.2場發射顯示器23

1.5.3場發射掃描電鏡24

1.5.4場發射壓力感測器24

1.5.5場發射微波器件25

1.5.6場發射光電探測器件25

參考文獻26

第2章納米場發射理論32

2.1經典F-N理論32

2.1.1金屬場發射32

2.1.2半導體場發射38

2.2納米場發射理論發展40

2.3納米寬頻隙半導體場發射理論42

2.3.1寬頻隙半導體能帶彎曲模型建立43

2.3.2強場下半導體能帶彎曲規律45

2.3.3寬頻隙半導體場發射能帶彎曲機制47

2.4納米晶半導體場發射理論50

2.4.1納米半導體場發射理論模型建立51

2.4.2半導體薄膜場發射納米增強效應研究52

2.5納米半導體場發射厚度效應機制55

2.5.1引言55

2.5.2納米半導體場發射厚度效應經典模型58

2.5.3納米半導體場發射厚度效應的微觀機制分析66

2.5.4總結73

參考文獻73

第3章單層納米薄膜半導體場發射冷陰極81

3.1單層場發射納米薄膜製備及表征方法81

3.1.1實驗襯底處理81

3.1.2場發射薄膜製備方法82

3.1.3納米薄膜的表征方法85

3.2GaN納米薄膜場發射基底效應88

3.2.1GaN納米薄膜的製備89

3.2.2GaN納米薄膜微結構及成分表征90

3.2.3不同襯底GaN納米薄膜場發射性能研究93

3.3納米薄膜場發射厚度效應98

3.3.1ZnO納米薄膜場發射厚度效應99

3.3.2SiC基GaN納米取向薄膜場發射厚度效應106

3.3.3Si基GaN納米取向薄膜場發射厚度效應112

3.3.4非晶GaN納米薄膜場發射厚度效應120

3.4摻雜對場發射性能的影響128

3.4.1摻雜對GaN電子結構的影響128

3.4.2Si摻雜對AlGaN薄膜場發射性能的影響131

3.4.3Si摻雜對GaN薄膜場發射性能的影響137

3.4.4摻雜對ZnO薄膜場發射性能的影響144

3.5晶體微結構調控薄膜場發射性能154

3.5.1BN薄膜相結構調控及其對場發射性能的影響154

3.5.2AlN薄膜取向控制及其對場發射性能的影響159

3.5.3GaN納米薄膜晶體微結構調控對場發射性能的影響163

3.5.4GaN納米薄膜場發射的結構調控效應173

3.5.5AlGaN混合取向納米薄膜製備及其結構增強場發射機理178

3.6表面修飾調控薄膜場發射性能186

3.6.1GaN納米取向薄膜的表面處理及對其場發射性能的影響186

3.6.2表面處理對AlGaN薄膜場發射性能的影響191

參考文獻199

第4章多層納米薄膜半導體場發射結構增強研究211

4.1引言211

4.2多層納米半導體場發射結構增強模型212

4.2.1量子自洽計算模型212

4.2.2場發射量子結構中能級及其電子積累215

4.2.3多層超薄膜場發射的結構增強效應216

4.3多層納米半導體場發射薄膜製備及結構調控效應219

4.3.1AlAs/GaAs量子結構對其場發射性能影響219

4.3.2AlN/GaN量子結構對其場發射性能影響224

4.3.3多層量子場發射陰極的量子結構增強228

4.3.4量子薄膜勢壘勢阱相對高度對其場發射性能影響233

4.3.5量子與幾何結構耦合增強場發射性能研究236

參考文獻243

第5章一維半導體場發射冷陰極248

5.1引言248

5.2場發射納米線製備及其結構表征248

5.2.1電漿化學氣相系統簡介248

5.2.2基於GaN粉末的場發射納米線製備249

5.2.3GaN納米線製備工藝及表征251

5.3納米線結構調控對其場發射的影響254

5.3.1GaN納米線場發射性能測試255

5.3.2GaN納米線成分、表面功函式及其對場發射性能的影響256

5.3.3熱效應對GaN納米線場發射的影響260

5.4Ga2O3還原法製備GaN納米線及其場發射特性263

5.4.1Ga2O3還原製備GaN納米線PECVD系統263

5.4.2基於Ga2O3粉末的場發射納米線製備264

5.4.3GaN納米線製備工藝及表征265

5.4.4GaN納米線工藝參數調控272

5.4.5GaN納米線薄膜場發射性能研究280

參考文獻286

第6章納米半導體場發射能譜及其量子結構共振隧穿機制290

6.1引言290

6.2單層納米半導體場發射能譜多峰模型291

6.2.1考慮能帶彎曲及複雜鏡像勢的量子隧穿模型291

6.2.2半導體薄膜FEED的多峰特性292

6.3半導體量子結構共振隧穿場發射及其場發射能譜297

6.3.1AlInGaN量子結構模型及其極化特性297

6.3.2半導體量子結構薄膜共振隧穿場發射普適機制304

6.3.3量子結構中勢阱調控對場發射特性的影響312

6.3.4量子結構形狀對場發射特性的影響317

參考文獻320

第7章結論與展望324

7.1納米半導體場發射理論研究324

7.1.1寬頻半導體場發射能帶彎曲理論325

7.1.2半導體納米晶場發射增強機制325

7.1.3半導體納米薄膜場發射厚度效應325

7.1.4半導體量子結構場發射增強機制325

7.1.5半導體場發射能量分布多峰機制326

7.1.6多層納米半導體薄膜量子隧穿場發射機制326

7.2納米半導體場發射實驗研究327

7.2.1納米半導體薄膜場發射的厚度效應327

7.2.2納米半導體場發射薄膜的晶體微結構調製增強327

7.2.3納米半導體量子結構增強場發射328

7.2.4量子結構耦合幾何結構納米半導體薄膜場發射328

7.2.5納米半導體場發射薄膜的摻雜、表面修飾、基底與成分調製改性研究328

7.2.6氮化物納米線的場發射性能研究329

7.3研究展望329

7.3.1場發射理論330

7.3.2場發射材料製備330

7.3.3新型場發射冷陰極器件331

參考文獻332

彩圖