1999 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンドライクカーボン膜の液相合成およびその電界放出特性に関する研究
Project/Area Number |
11750266
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Research Institution | Tokai University |
Principal Investigator |
木村 英樹 東海大学, 工学部, 講師 (20276778)
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Keywords | ダイヤモンドライクカーボン膜 / 電界放出 / ダイヤモンド薄膜 / 液相合成 / フィールドエミッタアレイ / FED |
Research Abstract |
長寿命で消費電力が少ない電界放出型ディスプレイ(FED)の電子放出源を得るために、ダイヤモンドライクカーボンの液相合成を行ないその特性を調べた。クールスターラーに設置したセパラフラスコ内で、高圧定電圧源を用いて原料となるエタノールを電気分解することで、シリコンやチタンなどの基板上へのダイヤモンドライクカーボンの液相合成を試みた。成膜された試料についてラマン分光分析を行なったところ、ダイヤモンドライクカーボン特有のパターンは現れず、アモルファスカーボンと見られる膜が得られていることがわかった。この膜に電界を印加して電子放出特性を調べたところ、約3〜7V/μmという低電界から電界放出が始まることを確認した。この値はダイヤモンド薄膜からの電界放出と同等な特性であり、さらに大面積化と低製造コスト化が可能な成膜方法であることから優位性があると考えられる。また、電界放出特性を改善するために、シリコン基板に異方性エッチングを行い凹凸を付けることで、電界集中を促すと同時にエミッションサイトを分散されることで電界放出特性を改善することができた。一方、並行して行ったCVDダイヤモンド薄膜からの電子放出特性については、ポーラスシリコン基板を用いることで改善を試みた。その手法として、まずn型シリコン基板を光照射しながら陽極酸化しポーラス化した。そのシリコン基板を鋳型とし、CVDダイヤモンドを堆積させた。その後、フッ酸よってシリコン基板をエッチングして取り除き、先端の尖った角柱状ダイヤモンドフィールドエミッタアレイを製作した。さらに、原料エタノールにトリアゾールを加えることで、ダイヤモンドに窒素を添加した。この電界放出特性について調べたところ、F-Nプロットから電界放出機構が支配的であり、低電界から電子放出が始まる良好な特性が得られていることを確認した。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] RI Sung Gi: "Hall Effect Measurements of Suface Conductive Layer on Undoped Diamond Films in NO_2 and NH_3 Atomospheres"Japanese Journal of Applied Physics. 38.6. 3492-3496 (1999)
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[Publications] Takayuki TAKIDA: "Fabrication of Nitrogen-Doped Diamond Field Emitter Utilizing Porous Silicon and Molding Technique"Japanese Journal of Applied Physics. 39.1. L56-L58 (2000)
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[Publications] 額賀 栄二: "炭素源溶液に水を混入して堆積したダイヤモンド薄膜の結晶性"東海大学紀要工学部. 39.1. 61-66 (1999)