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表面热处理对氮化硼薄膜场发射特性的影响
Influence of heat treatment on field emission characteristics of boron nitride thin films
【作者】 李卫青; 顾广瑞; 李英爱; 何志; 冯伟; 刘丽华; 赵春红; 赵永年;
【Author】 LI Wei-qing, GU Guang-rui, LI Ying-ai, HE Zhi, FENG Wei, LIU Li-hua,ZHAO Chun-hong, ZHAO Yong-nian (National Key Laboratory of Superhard Materials, Jilin University, Changchun 130023, China)
【机构】 吉林大学超硬材料国家重点实验室;
【摘要】 用RF磁控溅射的方法在最佳沉积条件下在Si(100)基底上沉积了纳米氮化硼薄膜,然后对薄膜在真空度低于5×10-4pa、温度分别为800℃和1000℃条件下进行了表面热处理,分别用红外光谱、原子力显微镜以及不同退火温度的场发射试验对薄膜进行了研究,结果表明表面热处理对BN薄膜的表面形貌没有明显影响,样品场发射特性的变化可能与表面负电子亲和势有关,未进行热处理的样品阚值电场较低,可能归因子表面负电子亲和势效应,阈值电场为8V/μm,发射电流为80μA,热处理温度为800℃时,负电子亲和势仍然存在,直到热处理温度达到1000℃时,表面负电子亲和势才消失.
【Abstract】 Boron nitride (BN) nanometer thin films are synthesized on Si (100) substrates by RF reactive magnetron sputtering. Then the film surfaces are treated in the case of the base pressure below 5×10-4Pa and the temperature of 800℃ and 1000℃ respectively. And the films are studied by fourier transform infrared spectra (FTIR), atomic force microscopic (AFM) and field emission characteristics at different annealing temperature. The results show that the surface heat treatment makes no apparent influence on the surface morpho!ogy of the BN films. The transformations of the sample emission characteristics have to do with the surface negative electron affinity (NEA) of the films possibly. The threshold electric fields are lower for BN samples without heat-treating than the treated films, which possibly ascribed to the surface negative electron affinity effect. A threshold field of 8V/μm and the emission current of 80μA are obtained. The surface NEA is stili presence at the heat treatment temperature of 800℃ and disappeared at temperature of 1000℃.
【Key words】 BN films; heat treatment of surface; field emission; tbreshold electric fields; emission current;
- 【会议录名称】 第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ
- 【会议名称】第五届中国功能材料及其应用学术会议
- 【会议时间】2004-09
- 【会议地点】中国北京·秦皇岛
- 【分类号】TG156
- 【主办单位】国家仪表功能材料工程技术研究中心、国家“863”计划新材料领域专家委员会、中国仪器仪表学会仪表材料学会、中国金属学会、中国稀土学会、中国复合材料学会、中国有色金属学会、重庆仪表材料研究所、北京有色金属研究总院、包头稀土研究院、钢铁研究总院、北京工业大学、燕山大学、山东大学、云南大学、上海交通大学、华中科技大学、天津大学、四川大学、湖南大学、大连理工大学、南京大学、清华大学、西南师范大学、北京科技大学、北京大学、厦门大学、中南大学、电子科技大学、重庆大学、福州大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、武汉大学、西安理工大学、北京交通大学、西北工业大学、苏州大学、东北大学、复旦大学、武汉理工大学、浙江大学、北京理工大学、北京航空航天大学、中国科技大学、西南交通大学、南开大学、《功能材料与器件学报》编辑部、《功能材料》编辑部