| 研究課題/領域番号 |
12135205
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| 研究種目 |
特定領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
高井 幹夫 大阪大学, 極限科学研究センター, 教授 (90142306)
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| 研究分担者 |
柳沢 淳一 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (60239803)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
33,500千円 (直接経費: 33,500千円)
2003年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
2002年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
2001年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
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| キーワード | ナノ電子源 / 冷陰極 / デュアルビーム / 電子放出 / 電子源アレイ / UVレーザクリーニング / カーボンナノチューブ(CNT) / 電子放出サイト / 電界放出電子源 / 電子源の高輝度化 / 電子源の安定化 / FED / ディスプレイ / 陰極材料 / 真空マイクロエレクトロニクス / 超微構造電子源 / 表面改質 / ナノメートル / 集束イオンビーム / UVレーザ / CNT / カーボンナノチューブ / 真空マイクロエレクトニクス / 局所加工プロセス |
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| 研究概要 |
(a)デュアルビーム(集束イオンおよび電子ビーム)による極微構造冷陰極形成
デュアルビーム装置に各種反応ガスを導入し、数ナノメートル径の集束イオンビームおよび電子ビームを同一焦点位置で交互に照射することによる極微構造冷陰極のPt堆積形成、ゲート構造形成プロセスを開発した。この結果、Pt等の陰極が数秒で堆積でき、冷陰極として使える事を実証した。また、ゲート径および陰極形状を自由に設計製作出来るプロセスを開発し、ナノ電子源あたり1μA以上の放出電流が得られる極微電子源とそのアレイを作製可能とした。さらに、電子ビーム誘起プロセスのみで最小線幅10nmの3次元構造製作を可能とするプロセスを開発し、ゲート電極、絶縁層、エミッタティップのそれぞれを短時間で作製するプロセスを完成し、極微細なナノメートル電子源とそのアレイを作製し、その電子放出特性を明らかにした。さらに、放出電子の干渉を試みるためのナノメートル間隙エミッタを形成し、その放出特性を明らかにした。
(b)UVレーザによる冷陰極クリーニング
電子源アレイの高出力化のため、シリコンおよび金属冷陰極表面を可変波長のUVレーザによるレーザクリーニングを試みた。この結果、350nmの波長によるレーザ照射により、電子放出特性が向上すること、300nm以下のレーザ照射では電子放出特性が改善されないことを明らかにした。UVレーザクリーニングの効果は、冷陰極表面の水分の選択除去であることを明らかにした。
(c)カーボンナノチューブ(CNT)陰極の高輝度・高出力化
CNT冷陰極からの電子放出の高出力化には、CNT陰極に対してイオン・UVレーザビームおよびプラズマからの低エネルギーイオンを照射することによる電子放出サイトの制御が可能であることを明らかにした。印刷されたCNT陰極では、イオンおよびUVレーザビーム照射により放出電流の4桁の増大と電子放出サイトの均一化およびターンオン電界の低減を実現した。また、10^<-4>Paが実用真空度として可能であることを明らかにした。
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