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本研究により電解放出微小エミッタに最適な1Ω・cm前後の低抵抗導電性ダイヤモンド状炭素膜を作製した。成長温度等のパラメータの制御により、高硬度で抵抗値の十分に低い、導電性機能物質であるアモルファス状ダイヤモンド薄膜の作製法及び物性を研究した。この導電性ダイヤモンド状炭素膜を微小フィールドエミッタのコーティングに応用し、良好な電流―電圧特性を得た。
この研究においては分子内に含まれる炭素原子数が多いイソブタン(i-C_4H_<10>)を用いて、DLC膜の高速成膜を試みた。抵抗率を下げるため、n型ドーパントとなるN原子の供給源となるN_2ガスを添加した。その結果、基板温度160℃、上下RF電力1kW/1kWの時、堆積速度が1900A/minと大きく、0.17Ωcmの低抵抗な膜が得られた。その膜の硬度は、SiO_2(1340kg/mm^2)よりも硬く1700kg/mm^2以上であった。FT-IRスペクトルの測定よりC-N、C=N、C≡Nの伸縮振動の吸収スペクトルが観測され、N原子が膜中に取り込まれている事が確認できた。この膜をSiフィールドエミッタのコーティングに応用し、放電開始電圧を550Vから360Vに低減し、ランダムノイズを大幅に低減させることができた。この研究により、フィールドエミッタの高性能化に導電性DCL膜の応用が大変有効であることが実証できた。
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