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半導体ダイヤモンドを用いた冷陰極の作製

研究課題

研究課題/領域番号 05750319
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関東海大学

研究代表者

岡野 健  東海大学, 工学部, 講師 (20233356)

研究期間 (年度) 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
900千円 (直接経費: 900千円)
1993年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードダイヤモンド / 半導体 / 気相合成 / 不純物添加 / フィールドエミッターアレー / 電界放出 / 形状制御 / 核形成密度
研究概要

本年度の研究実績は以下のとおりである。既存のフォトリングラフィー技術による細加工及び化学的なエッチング技術により作製した、一面を逆ピラミッド状(一辺数+ミクロン間隔数ミクロン)にエッチングしたシリコン基板上に、本助成金で購入した真空部品及び装置によりダイヤモンドを推積させた。このとき反応ガス中に適当な不純物を添加することで得られるダイヤモンドを半導体化した。次に得られた試料を混酸に浸し、基板として用いたシリコンのみを除去すると、結果としてピラミッド状ダイヤモンド(ダイヤモンドフィールドエミッターアレー)の作製が可能となった。現在までにas-depoの多結晶ダイヤモンドからの電界放出に関する報告はあったが、本研究では形状制御されたダイヤモンドからの電子放出電流を測定することで(外部への測定依頼)、この電流が他の陰極材料と比較し、数ケタ大きいことが確認された。このようなアレー構造を持つエミッターを用いることで、放出点の限定や形状因子を一定に保つことが可能となり半導体ダイヤモンドからの電子放出のメカニズムが解明されると考えられる。
また、今まで傷つけ処理しないシリコン基板上へのダイヤモンドの核形成は難しいとされて来たが、本研究の過程で化学的エッチングを施すことにより、エッチング処理したシリコン基板上へのダイヤモンドの成長が確認された。この成果は、化学的あるいは物理的な見地からのダイヤモンド核形成メカニズムの解明に関する研究にも何らかのヒントを与える可能性を持つ。
ダイヤモンドが現在知られている唯一の“負"の電子親和力を持つ半導体であることを考えれば、半導体ダイヤモンドを用いた冷陰極の作製は今後さらに発展することが予測される。

報告書

(1件)
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] T.Iwasaki他7名: "Formation of ohmic contacts on semiconducting diamond grown by chemical vapour deposition" Diamond and Related Matrials. 3. 30-34 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Okano他3名: "Doping of diamond" Diamond and Related Materials. 3. 35-40 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Okano他4名: "Fabrication of a diamond field emitter array" Applied Physics Letters. (発表予定).

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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