第３２卷第１期２０１０年２月
压电与声光
ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣＳ＆ＡＣＯＵＳＴＯＯＰＴＩＣＳ
Ｖ０１．３２Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．２０１０
文章编号：１００４—２４７４（２０１０）０１—０１１９—０３
电泳沉积纳米金刚石涂层场发射阴极工艺研究
张艳阳，张志勇，翟春雪，杨万昌
（西北大学信息科学与技术学院。陕西西安７１０１２７）
摘要：采用电泳沉积（ＥＰＤ）制备薄膜的方法。在金属钛片上均匀地涂覆纳米金刚石涂层，经真空热处理，制成场发射阴极。该文主要研究了不同的电泳液配方、电泳电压及电泳时间对涂层制备的影响。实验结果表明，粘度系数较大的电泳液及较低的电泳电压下适当延长电泳时间有利于改善涂层的均匀性和致密性；典型样品开启电场为５．５Ｖ／／－ｍ，在２０Ｖ／“ｍ场强下的电流密度达到１６９／ｉＡ／ｅｍ２。发光测试表明，发光点密度较大且均匀分布，发光稳定，亮度较高。用Ｘ一射线衍射（ＸＲＤ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对样品的成份及形貌进行了分析，结合其场发射测试结果。解释了样品性能的差异和变化。
关键词：纳米金刚石涂层，场发射阴极；电泳沉积；薄膜
中图分类号：ＴＮ３８３＋．１文献标识码：Ａ
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＰｒｏｃｅｓｓｏｆＮａｎｏ—ｄｉａｍｏｎｄＣｏａｔｉｎｇＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＣａｔｈｏｄｅ
ｂｙＥｌｅｃｔｒｏ－ＰｈｏｒｅｔｉｃＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
ＺＨＡＮＧＹａｎ－ｙａｎｇ，ＺＨＡＮＧＺｈｉ－ｙｏｎｇ，ＺＨＡｌＣｈｕｎ－ｘｕｅ，ＹＡＮＧＷａｎ－ｃｈａｎｇ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｎｏ－ｄｉａｍｏｎｄｃｏａｔｉｎｇ；ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅ；ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＥＰＤ）；ｆｉｌｍ
场发射显示器［１‘２］（ＦＥＤ）的开发是微电子技术领域的热点课题之一，其研究的核心和关键是阴极的制备。目前，国内外对场发射阴极的研究主要集中在阴极结构的设计和阴极材料的探索上。金刚石以其负电子亲和势（ＮＥＡ）、宽禁带、高载流子迁移率等一系列有利于场致发射的优异物理及化学性质，成为倍受瞩目的理想的场致发射冷阴极材料。金刚石场发射的研究主要围绕着制备薄膜发射体开展，传统的方法是生长金刚石薄膜，但因其效率过低且面积受限而逐渐被摒弃。探索新的方法，制备适合大面积生产，成本低，性能优异的金刚石场发射阴极成了当前研究的焦点。
纳米金刚石颗粒表面有大量的悬键存在，易吸附溶液中的氢离子而带正电荷，在恒定的外加电场的作用下向阴极移动，到达阴极衬底后通过范德华力沉积在阴极衬底表面，从而在阴极获得金刚石纳米颗粒［３］涂层。本文利用电泳沉积法将市售的纳米金刚石粉体沉积到金属钛衬底上，经适当条件真空热处理制备得到金刚石场发射阴极。此法为大面积快速有效地制备场发射阴极开辟了新途径。
１实验
取纳米金刚石粉１０ｍｇ、碘２０ｍｇ、丙酮２ｍＬ、去离子水２ｍＬ和一定量溶剂（分别选用乙醇、异丙醇和异丁醇）的超声混合液作为电泳液。
以不锈钢片为阳极，镜面抛光的金属钛片为阴
收稿日期：２００８－０６－２６
基金项目：陕西省科技发展计划基金资助项目（２００１Ｋ０７２Ｇ４）
作者简介：张艳阳（１９８２一），男，山西省临县人?硕士生，师承张志勇教授．主要从事纳米金刚石场发射方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ，ｚｙａｎｙａｎｇｌｌ２１＠１２６．ｃｏｒｎ
万方数据