《高效率電子源無放電激發氣體發光機理及器件製備研究》是依託西安交通大學，由張小寧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高效率電子源無放電激發氣體發光機理及器件製備研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張小寧
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
新型顯示技術是我國信息產業發展的重要支柱，基於電子無放電激發氣體發光可以獲得一種新型發光顯示技術，能在氣體中發射電子的高效率電子源和電子激發氣體發光機理是這一新型顯示技術亟需解決的重要科學問題。本項目將開展高效率電子源、電子無放電激發氣體發光及器件製備的基礎研究。通過研究多孔矽電子源的脈衝多層腐蝕和新型複合氧化方法，以及不同工藝時的電子發射特性，獲得能在氣體中發射電子的高效率電子源關鍵工藝；研究電子發射的負阻效應、電子的能量分布，以及電子激發氣體發光的機理，獲得高效率電子源的控制方法和氣體受激高效率輻射真空紫外的方法；研究基於電子無放電激發氣體發光器件的關鍵工藝和器件特性，獲得一種高效率的新型顯示技術。本項目對推動高效率新型發光顯示技術的發展，傳統真空電子器件性能和功能的變革，以及電子源在半導體電子束蝕刻和微光圖像感測器等領域的套用，具有重要的科學意義和套用價值。
結題摘要
基於電子激發氣體發光是一種新型無汞發光技術，既可以實現可見光發光，也可以產生紫外輻射，可廣泛套用於環保、能源、加工、照明、醫療、生物和國防等領域。穩定、可控及高效的電子源器件製備及電子激發氣體發光機理研究，是獲得無放電激發氣體發光亟需解決的重要科學問題。 項目研究了單層和多層多孔矽結構及其氧化程度對電子發射特性的影響規律，並獲得了固定電化學腐蝕量條件下，最佳化的恆流電化學腐蝕參數。項目提出了電化學氧化與快速熱氧化相結合的兩步氧化方式，解決了傳統氧化方式難以對較厚多孔矽層進行充分均勻的氧化，從而導致發射電流小、效率低的問題；提出了陰極還原和電形成預處理相結合的複合處理方法，顯著改善了多孔矽電子源的負阻特性，減小了電子發射的漲落；提出了電化學氧化與陰極還原相結合的低溫複合處理工藝，以及基於NiCl2溶液的多孔矽低溫化學內表面修飾方法，對多孔矽電子源的製備和廣泛套用具有一定的套用價值。 項目還設計製作了基於壁壘型和多孔型氧化鋁介質層的電子源原型器件，實驗獲得了器件製作工藝對電子發射特性的影響規律。研究了基於多孔型氧化鋁介質層的MIM電子源在氖氣和氙氣環境下的電子發射特性，實驗獲得了注入電子直接激發氣體的無放電氣體發光。本項目對新型無汞發光，紫外光源，半導體電子束蝕刻和微光圖像感測器等領域的套用，具有重要的科學意義和套用價值。
