用脉冲激光沉积法制备类金刚石膜及金刚石薄膜

简要评述了用脉冲激光沉积技术制备类金刚石膜及金刚石薄膜的研究进展，总结了激光脉冲沉积制备薄膜的基本原理及其特点，分析了激光波长，能量，衬底温度等对薄膜质量的影响。     

大功率准分子激光制备类金刚石膜及场发射性能

采用大功率高重复频率准分子激光溅射热解石墨靶制备了类金刚石膜,研究了激光功率密度和重复频率对类金刚石膜的结构及场发射性能的影响.保持重复频率不变,提高激光功率密度可提高膜中sp3键碳的含量和膜的场发射性能;在最佳激光功率密度下,当重复频率由200 Hz提高到500 Hz,膜中sp3键碳的含量和膜的场发射性能先提高,后降低,在300 Hz时达到最佳.在300 Hz重复频率、1010W/cm2激光功率密度下.膜的发射阈值电场为26 V/μm,在34 V/μm的电场下测得电流密度为14μA/cm2.根据类金刚石膜的场发射机理对上述结果进行了分析解释.     

类金刚石薄膜冷阴极场发射研究进展

类金刚石薄膜具有负电子亲和势且易制备,作为冷阴极场发射材料在平板显示领域有潜在的应用价值而引起了人们的极大兴趣。本文对近年来国内外有关类金刚石薄膜制备方法,场发射实验与机理的研究现状进行了综述。     

金刚石薄膜场发射显示器

简要介绍了一般ＦＥＤ（场发射显示器）的工作原理,研究了非晶金刚石薄膜低场发射特点,讨论了金刚石薄膜制做场发射器的可行性;指出利用金刚石薄膜和阳极选择的方法可对Ｓｐｉｎｄｔ ＦＥＤ进行改进,从而使平面ＦＥＤ更容易实现。     

利用脉冲准分子激光在ZnS上沉积类金刚石薄膜

利用氟化氪(KrF)脉冲准分子激光烧蚀沉积(PLD)技术,通过对激光等离子体的粒子成分以及空间分布的诊断,实现了等离子体成分的选择性沉积。在不降低光谱范围和透过率指标的前提下,解决了类金刚石(DLC)薄膜和硫化锌(ZnS)基底的牢固结合问题;通过改进基底平台的扫描方式,在激光烧蚀沉积工艺中沉积了80mm的大面积均匀类金刚石薄膜。制备的类金刚石/ZnS镀膜样品,光谱范围为0.53~12μm,其中1.3~11μm波段透过率在70%以上,膜层均匀性优于95%,可耐受环境湿度95%~100%,工作温度-45~85℃,附着力达到国军标要求。研究表明,利用类金刚石薄膜可以明显提高ZnS材料的耐冲击、耐高温、耐辐射和抗沙粒、盐、雾和尘埃的磨损侵蚀等能力。     

超纳米金刚石薄膜场发射特性的研究

超纳米金刚石(UNCD)是一种全新的纳米材料，具有许多独特性能。介绍了Si微尖和微尖阵列阴极沉积超纳米金刚石薄膜的工艺及其场发射特性。研究发现，适当的成核工艺和微波等离子体化学气相沉积工艺可在Si微尖上沉积一层光滑敷形的金刚石薄膜；沉积后阴极的电压-电流特性、发射电流的稳定性以及工作在氧气环境下的发射特性都获得明显提高。讨论了超纳米晶金刚石薄膜阴极的发射机理。     

生长温度对类金刚石膜结构和发光性质的影响

使用脉冲激光沉积技术制备了系列无氢类金刚石薄膜,测量了样品的Raman光谱、光吸收光谱和光致发光光谱,研究了薄膜结构和光致发光性质与制备条件的依赖关系。结果表明,这种薄膜是由少量sp2键和大量sp3键组成的非晶碳膜。薄膜的光学带隙在1.68~2.46eV,发光在可见光区呈宽带结构。生长温度能够对类金刚石薄膜的结构和发光性质产生较大影响。当生长温度从室温升高至400℃时,sp2团簇的变大使C原子的有序度增强,从而导致薄膜的光学带隙变窄,发光峰红移且半高宽变小。     

用于场发射阴极的磁控溅射金刚石薄膜的研究

用激光拉曼谱和原子力显微镜等现状分析手段研究了磁控溅射石墨靶制备的薄膜的结构和特性。结果表明：薄膜由金刚石相和石墨相组成，它们的相对含量取决于制备工艺参数，特别是沉积时的基体温度的影响尤为明显。薄膜表面呈现为密度很高的微尖锥，这为制造大面积场发射平板显示器的阴极提供了广阔的前景。     

脉冲激光扫描淀积类金刚石薄膜

采用能量密度为1.178×109W/cm2的XeCl准分子激光直接辐照高纯度的石墨靶,并同时采用辅助放电,在1×10-5Torr的真空环境中,于温度为80℃的Si(100)的基片上淀积出类金刚石薄膜,Raman光谱显示在1330cm-1处出现较强的散射峰值;对薄膜红外光谱进行测试,其光谱在2900cm-1处有吸收峰,表明所淀积的类金刚石薄膜含有C-H键,其H元素与C元素的比为45%.薄膜的电阻率为1.89×106Ω/cm,通过光吸收测得的该薄膜的能隙为1.55eV.     

微米金刚石聚晶薄膜场发射点的研究

采用微波等离子化学气相沉积方法,以甲烷和氢气为反应气体,在镀有金属钛的陶瓷衬底上,制备了微米金刚石聚晶薄膜.利用扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱对薄膜的化学组成、微观结构和表面形貌进行了表征.用二级结构的场发射仪和扫描隧道显微镜研究了薄膜的场发射性能,结果表明微米金刚石聚晶薄膜发射点主要来源于聚晶颗粒.进一步研究了单个聚晶颗粒表面不同区域的发射性能,发现多种因素对场发射的性能有影响.     

类金刚石薄膜对多孔硅发光的钝化作用

介绍了类金刚石薄膜对多孔硅发光的钝化作用.类金刚石薄膜隔绝了外界对多孔硅表面的影响,使硅氢键不易断裂,从而减少了非辐射复合中心,稳定了多孔硅的发光性能.通过在类金刚石薄膜中掺氮还可以进一步提高钝化效果,因为氮使多孔硅表面更多的悬空键被钝化形成Si-N键,从而提高了发光强度.     

类金刚石碳膜在各种后处理条件下稳定行为的研究

本文介绍了类金刚石碳膜的结构和性能在高能离子束辐照、真空热退火及脉冲激光辐照等后处理条件下的变化特征,并就该膜在各种处理条件下的相变机制研究现状进行了评述。     

氮流量对非晶碳膜场致电子发射的影响

用微波等离子体化学气相沉积设备、在陶瓷／金属钼薄膜衬底上沉积出了氮掺杂非晶碳膜,分别用扫描电子显微镜（SEM）,金相显微镜及Raman谱对样品进行了分析测试,并研究了不同掺杂样品的场致电子发射特性。结果表明：在我们的实验范围内,随着氮流量的增加,发射电流密度增大,阈值电压降低。     

电子能量损失谱在类金刚石碳膜结构表征中的应用

本文先介绍了类金刚石碳膜的结构特点及电子能量损失谱的原理和分类;然后着重评述了近年来电子能量损失谱在类金刚石碳膜(及有些金刚石膜)结构表征中的应用;同时也讨论了类金刚石碳膜经某些后处理后其能量损失谱的变化特征。     

硅薄膜场发射阴极的制造和性能

本文评述了薄膜场发射阴极的一般制造方法后,介绍了我们的制造技术。我们用硅材料为基体,用各向同性的湿法化学腐蚀工艺制出尖端,用氧化增尖和自对准栅极工艺制成TFFEC—薄膜场发射阴极。外加阳极就构成了三极管。本文给出了TFFEC和三极管的测试性能。     

无摩擦基板上液晶薄层的分子场理论

采用分子场近似，通过Ｌｅｂｗｏｈｌ－Ｌａｓｈｅｒ模型研究无摩擦基板上的液晶薄层，给出了出现向列相对液晶薄层中的子分子取向状态的向列相－各向同性相转变，讨论了基板诱导的取向序（包括双轴序）以及介面区中的双轴一单轴相变。     

钼基和铪基上溅射碳膜的某些特性

微波管电极表面涂复碳膜能改善管子性能。本文介绍了采用高频溅射热解石墨的方法在Mo基和Hf基上形成碳膜的一些研究情况。包括碳膜的制造、成分分析,次级发射性能和热辐射特性以及在真空系统中随温度上升释放气体的质谱分析等。主要结果有:(1)复碳钼有明显的吸氧效应;(2)钼、铪上复碳后次级发射系数降为max 0.7;(3)高温时(930℃)钼基上的碳膜会很快消失,但铪基上的碳膜到1050℃仍无明显变化;(4)复碳钼在高温时有一定量的CH4形成。     

场发射电子枪亮度测定的一种新方法

本文报导了通过测量场发射电子显微镜(FEM)分辨率,来测定场发射电子枪亮度的新方法。与考虑了系统像差影响的球——锥面模型理论的计算结果进行了比较,二者结果基本一致。     

双轴分子构成液晶薄层的分子场理论

本文以分子场理论研究双轴分子构成的液晶薄层。双轴分子通过色散力作用，使分子质心固定在简单立方晶格的格点上。在液晶薄层的一侧是基板，它对界面层上的分子提供吸引作用，另一侧为自由表面。给出了各分子层上序参数随温度变化的情况。     

热解乙氧基铝制备次级电子发射膜

利用某些有机烷氧基金属化合物的热分解,可在玻璃、金属、陶瓷或半导体基片上沉积相应的金属氧化物次级发射膜。例如:由乙氧基镁(或铝)的热解制得MgO(或Al2O3)膜。本工作由自制乙氧基铝和五氯化钼,在玻璃基底上热解沉积制得合适电阻率的次级发射膜Al2O3∶Mo.膜厚1000,电阻率107-108cm,最大次级电子发射系数 max=3.1,热解条件为450℃,12min。