場發(fā)射陣列薄膜設(shè)計(jì)及技術(shù)研究.pdf

1、場發(fā)射陣列可以廣泛應(yīng)用于平板顯示、微波器件、場發(fā)射傳感器等領(lǐng)域。其中作為微波器件的電子源尤為突出。由于目前理論還需進(jìn)一步發(fā)展和工藝技術(shù)的限制，制備高性能的場發(fā)射陰極陣列存在一定的難度。隨著大模集成電路技術(shù)的發(fā)展和工藝的成熟，開發(fā)出高性能的場發(fā)射器件已經(jīng)具有一定可行性的。本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，制定了一套符合實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件的研究場發(fā)射陣列方案，進(jìn)行了大量的理論、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，所做工作和取得的成果如下：
　　薄膜結(jié)構(gòu)的場發(fā)射設(shè)

2、計(jì)（包括理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)模擬、材料選取及工藝制備）對實(shí)際器件的應(yīng)用具有重要意義。本文以六硼化鑭材料為選取對象，進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究：
　　1．引入了表面能級理論，通過微擾理論求解周期勢終止于表面的波動(dòng)方程，得到表面態(tài)解的具體形式；將求解出的材料表面能帶代入薛定諤方程中，通過WKB法計(jì)算出場發(fā)射條件下電子透射幾率的近似表達(dá)式。通過對具體材料的表面能級和電子透射幾率的計(jì)算，得出了理想情況下薄膜場發(fā)射隨表面態(tài)變化的規(guī)律。初步實(shí)現(xiàn)了對理

3、想 F-N公式描述的情形補(bǔ)充，同時(shí)從理論上研究了薄膜材料的微觀場發(fā)射機(jī)理。
　　2．對于電子發(fā)射材料，其能帶結(jié)構(gòu)及電子的性質(zhì)，表面和界面的性質(zhì)以及電子的行為對場發(fā)射特性都是十分重要的問題。通過研究對硼化鑭立方結(jié)構(gòu)材料晶體能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果表明，材料具備金屬特性，而且費(fèi)米能級以下的能帶可以為提供場發(fā)射時(shí)足夠的發(fā)射電子。
　　3．通過建立多級管陣列簡化模型，考慮電子的空間電荷效應(yīng)，采用有限數(shù)值差分對微孔徑場發(fā)射陣列進(jìn)行了模擬，得出