本文關鍵詞：摻氮納米金剛石薄膜的微觀結構對微波場發(fā)射性能影響

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【摘要】：采用微波等離子體化學氣相沉積(MPCVD)方法,通過改變CH_4濃度,在單晶Si(100)基底上制備摻氮納米金剛石(NCD)薄膜,并以所制備的摻氮NCD薄膜為陰極材料,通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、原子力掃描探針顯微鏡(AFM)、Raman光譜和S波段射頻電子槍等測試方法系統(tǒng)地研究了摻氮NCD薄膜的微觀結構對微波場發(fā)射性能的影響。結果表明:在CH_4濃度(體積比)為4%下,制備的摻氮NCD薄膜的顆粒呈多面體,而且顆粒尺寸和表面粗糙度較大,薄膜中金剛石相含量較高,這些微觀結構使得微波場發(fā)射性能較高,在電場強度(E_0)為67.7 V·μm~(-1)時,發(fā)射電流密度(J0)高達144.8 m A·cm~(-2)。當升高CH_4濃度,所制備的摻氮NCD薄膜的顆粒尺寸減小而且連成條狀結構,表面粗糙度也逐漸降低,薄膜中金剛石相減少、非金剛石相增加,這些微觀結構的改變使得微波場發(fā)射性能逐漸降低。如當CH_4濃度增加至6%時,在電場強度E_0=67.7 V·μm~(-1)時,場發(fā)射電流密度降至37.9 m A·cm~(-2)。結果表明:低CH_4濃度下,摻氮NCD薄膜所具有的微觀結構有利于微波場發(fā)射。
【作者單位】： 西南科技大學四川省非金屬復合與功能材料重點實驗室—省部共建國家重點實驗室培育地;
【關鍵詞】： 微波等離子體化學氣相沉積 CH濃度 摻氮納米金剛石薄膜 微觀結構 微波場發(fā)射
【基金】：國家自然科學基金委員會與中國工程物理研究院聯(lián)合基金項目(U1330127) 國家自然科學基金青年基金項目(11205127)資助
【分類號】：TB383.2
【正文快照】： 納米金剛石(NCD)薄膜主要是由納米級金剛石顆粒和無定性碳組成的,且顆粒尺寸在100 nm以下。相比于純金剛石相,納米金剛石薄膜具有更優(yōu)異的性能而吸引著大量學者的研究[1],如電化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性、從紫外到遠紅外的光學透過率以及電場發(fā)射性能等。而摻雜之后的金剛石薄膜在

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1 閆鵬勛;李曉春;徐建偉;李鑫;李春;劉洋;;非晶金剛石納米棒陣列制備及其場發(fā)射性能[J];中國科學E輯:工程科學 材料科學;2005年11期

2 劉雄飛;李伯勛;徐根;;摻雜對氟化非晶碳膜場發(fā)射性能的影響[J];半導體技術;2009年03期

3 秦玉香;胡明;;鈦碳化物改性碳納米管的場發(fā)射性能[J];物理學報;2008年06期

4 劉釗;閆國慶;賴嘉霖;李成W，

本文編號：776794