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衬底温度对氧化锌薄膜场发射性能的影响
  • ISSN号:1007-2780
  • 期刊名称:液晶与显示
  • 时间:0
  • 页码:473-477
  • 语言:中文
  • 分类:TN383.1[电子电信—物理电子学] TN304.271[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]北京工业大学材料科学与工程学院薄膜材料实验室,北京100022, [2]中国科学院半导体研究所半导体材料重点实验室,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.10604001,No.60576012);北京市自然科学基金(No.2062004)
  • 相关项目:半导体多层超薄膜场发射冷阴极的制备及其结构增强机理研究
中文摘要:

利用射频磁控溅射法制备了不同衬底温度的氧化锌(ZnO)薄膜。研究了其场发射特性,分析了场发射特性和衬底温度的变化关系。实验结果表明,开启电场随着衬底温度的增加呈先增大后减小的趋势,场发射特性的变化是由于衬底温度的改变引起表面形貌的变化所致。衬底温度为300℃时沉积的ZnO薄膜样品粗糙度最小,场发射性能最差,其开启场强为1.7V/μm,场强为3.8V/μm时电流密度仅为0.00197A/cm^2;衬底温度为400℃时沉积的ZnO薄膜样品表面粗糙度最大,场发射特性也优于其他薄膜;开启场强为0.82V/μm,场强为3.8V/μm时电流密度稳定在0.03A/cmz^2 .Fowler-Nordheim(F-N)曲线为直线表明,电子是在外加电场的作用下隧穿表面势垒束缚发射到真空的。

英文摘要:

Zinc Oxide (ZnO) thin films were prepared by radio frequency (RF) magnetron sputtering. The field emission characteristics of the ZnO films were studied, and the relationship between the field emission characteristics and the substrate temperature of ZnO films was analyzed. The results showed that the turn-on field is increased then reduced with the substrate temperate increasing from 100 ℃ to 400 ℃. The reason results from the change of the surface morphologies which is due to the various of the substrate temperature. The surface roughness is the smallest and the field emission characteristics is the worst for the ZnO film deposited at a substrate temperature of 300 ℃, whose turn-on field is 1.7 V/μm and the field emission current density is only 0. 001 97 A/cm^2 when the applied field arrives at 3.8 V/μm. As for the ZnO film deposited at a substrate temperature of 400 ℃, the surface roughness is the biggest and the field emission characteristics is the best, whose turn-on field is 0.82 V/μm, the field emission current density arrived at 0.03 A/cm^2 when the applied field is 3.8 V/μm. The Fowler-Nordheim (F-N) curves are all nearly straight lines that indicate the electrons are emitted from ZnO films to vacuum tunneling by means of tunneling effect.

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期刊信息
  • 《液晶与显示》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国光学光电子行业协会液晶分会 中国物理学会液晶分会
  • 主编:郭海成
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:yjxs@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176059
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2780
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1259/O4
  • 邮发代号:12-203
  • 获奖情况:
  • 中国科学论文统计源期刊,中国科学引文数据库来源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5470