| 研究課題/領域番号 |
07455026
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
表面界面物性
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
伊藤 利道 大阪大学, 工学部, 助教授 (00183004)
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| 研究分担者 |
八田 章光 大阪大学, 工学部, 助手 (50243184)
平木 昭夫 大阪大学, 工学部, 教授 (50029013)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
1996年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1995年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
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| キーワード | ダイヤモンド薄膜 / 電子親和力 / 電子エミッタ / ショットキー接合 |
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| 研究概要 |
シンクロトロン放射光による光電子放出特性の評価、高分解能電子顕微鏡観察、およびイオン散乱分光分析などの結果、気相合成ダイヤモンド表面は(111)面及び(100)面、及び多結晶表面ともに水素処理により電子親和力がゼロ又は負になり、十分な酸素吸着が生じると電子親和力は正になるが、この酸素吸着面に適当な真空紫外光照射を行うと吸着酸素が放出され電子親和力は再び減少することが明らかになった。これは表面吸着物による表面電気二重層の値の変化に起因するものと考えられる。しかし、通常に水素ガス希釈した炭化水素ガスの雰囲気中で作製されたダイヤモンドは表面近傍に欠陥を多く含む層があり、表面の結晶性を良くすることが重要である事が判明した。
負の電子親和力を利用したトランジスタ類似構造の電子エミッタ素子構造やその形成プロセスを提案し、ショットキー接合型のダイヤモンド薄膜の接合構造を用いた素子を作製した。その結果、多結晶ダイヤモンド薄膜を用いた素子において、エミッション電流の値そのものは小さいものの、駆動ダイオード電流に対するエミッション電流で表した電子放出効率は数%に達する試料を得た。得られたエミッション電流と駆動ダイオードへの印加電圧とをF-Nプロットすると直線的な関係が認められ、放出電子が電位障壁をトンネル効果によって透過する過程が含まれることが推察された。エミッション電流を増加させた場合に放出効率の変化が観測されたが、その傾向は試料によって異なり、電子放出過程の詳細を明らかにするには至らなかった。放出電流と放出効率を向上するためには薄膜の平坦加工の精度の向上、結晶性の向上、負性電子親和力表面の安定化などが課題として挙げられる。
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