【摘 要】
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基于单晶硅衬底上形成的多孔硅(PS)二极管冷阴极电子发射研究了几种平面结构冷阴极.PS二极管由薄金膜/PS层/n型Si衬底/欧姆接触铝背电极组成. 基于PS层中的强电场效应,研究了
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基于单晶硅衬底上形成的多孔硅(PS)二极管冷阴极电子发射研究了几种平面结构冷阴极.PS二极管由薄金膜/PS层/n型Si衬底/欧姆接触铝背电极组成. 基于PS层中的强电场效应,研究了电子冷发射机理,电子冷发射的基本模型如下:由衬底热注入的电子在PS层中强电场效应,研究了电子冷发射机理.电子冷发射的基本模型如下:由衬底热注入的电子在PS层中的强电场作用下向Au电极漂移,在穿过PS和Au界面以及Au膜后,以冷电子方式发射到真空中,采用孔隙率调制技术改进PS二极管冷阴极电子发射特性.在梯度多层结构器件中,在35V偏压下,发射效率达17.9﹪,发射电流密度87.8μA/cm<2>. 这种结构的PS二极管工作电流和发射电流的波动性被明显减弱,器件稳定性得到提高.测量这种结构的发射电子能量分布表明发射具有准弹道特性.用多晶硅形成多孔硅(PPS)并制作了二极管结构冷阴极, 器件结构为:Au膜顶电极/PPS/n<+>硅衬底/欧姆触背电极, PPS二极管冷阴极电子发射工作稳定性相当好.其发射机理基于PPS层中高电场下电子的隧穿发射. 用很平滑的a-Si:H薄膜在较低的电场强度下就能获得场致电子发射.虽然发射电子的电压-电流特性符合Fowler-Nordheim模型,但考虑到电子发射时可能穿越的势垒和此时外加的电场强度的具体数值, 其发射机理不能简单地归结为F-N型隧穿发射, 需要进一步的研究来揭示其实质,用a-Si:H薄膜制作的冷阴极在场致发射显示领域具有发展前途.
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