カーボンナノチューブとN<sub>2</sub>プラズマ成長型超ナノ微結晶ダイヤモンド膜の組み合わせで合成された高安定性電界エミッタ

CHANG Ting-Hsun; HSIEH Ping-Yen; KUNUKU Srinivasu; LOU Shiu-Cheng; MANOHARAN Divinah; LEOU Keh-Chyang; LIN I-Nan; TAI Nyan-Hwa

文献

J-GLOBAL ID：201602202427678503 整理番号：16A0154870

カーボンナノチューブとN₂プラズマ成長型超ナノ微結晶ダイヤモンド膜の組み合わせで合成された高安定性電界エミッタ

High Stability Electron Field Emitters Synthesized via the Combination of Carbon Nanotubes and N₂-Plasma Grown Ultrananocrystalline Diamond Films

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資料名：
巻： 7 号： 49 ページ： 27526-27538 発行年： 2015年12月16日
JST資料番号： W2329A ISSN： 1944-8244 CODEN： AAMICK 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

優れた電界放出(EFE)特性と改良された寿命安定性を有する電界エミッタをカーボンナノチューブと,CH₄/N₂プラズマ成長型超ナノ微結晶ダイヤモンド(N-UNCD)膜の組み合わせによって実証した。プラズマイオン衝撃へのカーボンナノチューブの抵抗力はカーボンナノチューブの側壁におけるカーボンナノコーンの形成で改良された,その結果カーボンナノチューブ(s-CNTs)が強化された。その結果,N-UNCD薄膜をs-CNTs上に成長させることができます,そしてN-UNCD/s-CNTs炭素ナノコンポジット材料を形成した。N-UNCD/s-CNTs薄膜は,σ=237S/cmの良い伝導率と,6.0V/μmの印加電場でJ_e=1.86mA/cm²の大きいEFE電流密度とE₀=3.58V/μmの低ターンオン電場のような驚異のEFEの特性を有する。そのうえ,劣化のどんな兆候も示すことなく,350分以上の間,0.19mA/cm²でEFEエミッタを動作できます。材料のこれらの組み合わせの高いローバスト性の特性に伴う優れたEFEの特性はN-UNCD薄膜もしくはs-CNTs薄膜だけでは達成できません。N-UNCD薄膜が数層のナノグラファイト相に入れられた針状ダイヤモンド砥粒を含むことを透過型電子顕微鏡研究は示した。その針状ダイヤ砥粒はN-UNCD薄膜における電子輸送を著しく増大させた。そのうえ,ダイヤモンドからSiへの界面を透過する電子の輸送を容易にする中間層を形成するという必要性なしで針状ダイヤ砥粒はs-CNTsから核形成された。これらの要素の両方がN-UNCD/s-CNTs薄膜の高められたEFE挙動に貢献した。

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熱電子放出,電界放出

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カーボンナノチューブとN2プラズマ成長型超ナノ微結晶ダイヤモンド膜の組み合わせで合成された高安定性電界エミッタ

カーボンナノチューブとN₂プラズマ成長型超ナノ微結晶ダイヤモンド膜の組み合わせで合成された高安定性電界エミッタ