2013 Fiscal Year Annual Research Report
精密位置制御による量子ドットサイズナノ構造低仕事関数材料グリーンデバイスの研究
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23360151
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
中本 正幸 静岡大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10377723)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 電子デバイス・機器 / 先端機能デバイス / マイクロ・ナノデバイス / 微小電子源 / 電力変換 |
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| Research Abstract |
本研究では、独自の転写モールド法エミッタ作製技術を用いて、仕事関数が低く耐環境性のあるアモルファスカーボン、TiN等のエミッタ材料からなり、極微小電子源を作製し、エミッタ材料の基本電子物性と電界放出特性との関係、ガス雰囲気との関係等を究明し、超精密位置制御された量子ドットサイズ極微小電子源の開発を目的とする。
まず、転写モールド法エミッタ作製技術と低仕事関数・耐環境性エミッタ材料としてアモルファスカーボン薄膜を用いて、微小電子源を試作した。50～100nmのSi鋳型を試作し、基底部長さ41nm～110nm、先端曲率半径2.8-2.9nmの先鋭性に優れ仕事関数極微小電子源の開発に成功した。従来の微小電子源の基底部長さは100nm～数μmまであったが、今年度作製した基底部長さ41nmの転写モールド法極微小電子源は、中本研で同じ達成した基底部長さ36nm転写モールド法Moエミッタを除き、世界最小値である。
次に、電界電子放出特性を調べた。基底部長さ41nmの微小電子源のturn-on電界は10.2V/μmとなり、微小化により先端先鋭性が向上し、電界集中係数が増加したため、前年度の最小の基底部長さ110nmの転写モールド法微小電子源のturn-on電界11.9V/μmより低くなった。バラスト抵抗を用いない基底部長さ41 nmの転写モールド法微小電子源の電界電子放出電流の経時変動は±1.61%となり、従来の電流変動5-数100%に比較して世界最高の安定性が得られた。更に、酸素ラジカル雰囲気においてさえ電流変動は±4.5%であり、従来の値を大幅に下回った。更に電流密度は1.01A/cm2となり、電力変換デバイス・高効率・高現実感・3次元ディスプレイ実現のため、25年度の目標値の1A/cm2程度の極微小電子源を試作に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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