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N离子注入对金刚石膜场发射特性的影响

李俊杰 吴汉华 龙北玉 吕宪义 胡超权 金曾孙

N离子注入对金刚石膜场发射特性的影响

李俊杰, 吴汉华, 龙北玉, 吕宪义, 胡超权, 金曾孙
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  • 不同剂量的N离子被注入到化学气相沉积金刚石膜内,研究了表面结构及场发射特性的变化.Raman谱和x射线光电子能谱分析表明,N离子的注入破坏了金刚石膜表面原有的sp3结构,并在膜内形成大量的sp2 C—C 和sp2 C—N 键.样品的场发射测试显示N离子的注入显著提高了金刚石膜场发射特性,膜的场发射阈值电场从注入前的18 V/μm下降到注入后的4 V/μm.金刚石膜场发射特性的提高归因于N离子注入后膜内sp2 C键含量的增加和体内缺陷带的形成,这些变化能改变膜的表面功函数,提高Feimi能级,降低电子隧穿表面的能量势垒.
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-07-13
  • 修回日期:  2004-08-04
  • 刊出日期:  2005-03-17

N离子注入对金刚石膜场发射特性的影响

  • 1. 吉林大学超硬材料国家重点实验室,物理学院,长春130023

摘要: 不同剂量的N离子被注入到化学气相沉积金刚石膜内,研究了表面结构及场发射特性的变化.Raman谱和x射线光电子能谱分析表明,N离子的注入破坏了金刚石膜表面原有的sp3结构,并在膜内形成大量的sp2 C—C 和sp2 C—N 键.样品的场发射测试显示N离子的注入显著提高了金刚石膜场发射特性,膜的场发射阈值电场从注入前的18 V/μm下降到注入后的4 V/μm.金刚石膜场发射特性的提高归因于N离子注入后膜内sp2 C键含量的增加和体内缺陷带的形成,这些变化能改变膜的表面功函数,提高Feimi能级,降低电子隧穿表面的能量势垒.

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