本项目研究了一种新型铁电阴极材料-有机铁电共聚物P(VDF-TrFE) 薄膜的电子发射特性。利用旋涂方法制备了样品,并进行退火处理以提高其结晶性。铁电特性测试表明样品的饱和极化强度为3.1 μC/cm2,矫顽场为0.5 MV/cm,介电常数为~10。铁电电子发射测试表明P(VDF-TrFE)薄膜具有预想的低压电子发射能力,发射阈值电压为160V,最大峰值发射电流值为~1.5μA, 击穿电压为420V,且发射稳定好。激励脉冲电压、频率、膜厚、结晶性等因素对其铁电电子发射特性影响较大。增加脉冲电压和频率均有利于样品电子发射特性的提高,而最适合电子发射的样品膜厚为2~3μm。P(VDF-TrFE)薄膜还表现出不同于传统铁电电子发射的特点,如电子发射出现在正偏电区域而不是传统的负偏电区域,同时其结晶性的提高却不利于其电子发射特性的增强。因此,我们提出了"非晶相效应"发射机制,即薄膜中的非晶相能够在薄膜表面附近俘获和储存电子,当发生极化翻转时,在正偏压区域和极化场的作用下存储的电子被发射出去。研究结果表明,P(VDF-TrFE)薄膜可作为轻薄、柔性和大面积新型铁电阴极电子源应用到真空微纳电子领域
英文主题词Ferroelectric polymer; ferroelectric cathde; electron emission, polarization reversal;crystallinity.