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中文摘要：
在制备半导体多层超薄膜过程中，通过调控结构工艺参数，在其内部构造出适当的垒/阱量子结构，可使电子在近表面积累增强及表面有效势降低，从而导致场发射电流密度数量级增加，阈值电压大大降低。这表明，无需研发新材料，仅在半导体多层超薄膜制备中施以结构调制，就可实现其场发射性能极大改善，这将为场发射冷阴极的器件化提供了一种新的途径与技术方案。基于此，本项目选用半导体材料如AlxGa1-xN等作为多层超薄膜膜层组分，采用激光溅射(PLD)+磁控溅射复合制膜及场发射测试分析，全面考虑影响多层超薄膜量子结构的各种工艺参数（薄膜组分、组分厚度、各薄膜组分厚度比、掺杂状态、电子源供给等），通过结构设计与实验相结合的方法，成功制备出可器件应用的半导体场发射薄膜场材料，并初步建立起能模拟场发射真实物理过程、阐明结构场增强机理且能应用于设计最优多层超薄膜场发射的场发射理论模型。实验上探索了薄膜厚度、组分及掺杂等对纳米半导体薄膜场发射性能的影响，证明了合适量子结构薄膜将具有最佳的场发射性能；理论上，通过第一原理计算并结合转移矩阵方法输运计算，研究了薄膜量子结构改变对其场发射影响物理实质及其场发射结构增强机理；
结论摘要：
英文主题词field emission;structural enhancement;semiconductor ultra-thin multilayer;mechanism;prepare
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