采取直接在硅片上真空蒸鍍NiCr合金作為催化劑，用化學(xué)氣相沉積法制備了碳納米管薄膜。并采用H2等離子體球處理碳納米管薄膜，測試其場發(fā)射特性，并與未經(jīng)處理的碳納米管薄膜進(jìn)行了比較，得到碳納米管薄膜開啟場強(qiáng)有所降低，為1～1.2 V/μm。對(duì)碳納米管薄膜進(jìn)行老煉處理，最大場發(fā)射電流由12.3 μA提高到34 μA。
關(guān) 鍵 詞 碳納米管; 場發(fā)射; 化學(xué)氣相沉積法; 老煉

真空微電子學(xué)是上世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，真空微電子器件兼有電真空器件和微電子器件的優(yōu)點(diǎn)，在場發(fā)射平面顯示器、微波、毫米波器件和傳感器等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用前景[1-2]。真空微電子器件要獲得廣泛應(yīng)用，穩(wěn)定的電子源是其最重要的技術(shù)支撐。適用于真空微電子器件的理想電子源必須具有以下特性：
(1) 發(fā)射電流由電壓控制，驅(qū)動(dòng)電壓最好是在現(xiàn)有集成電路所能獲得的范圍；
(2) 電子源必須能夠發(fā)射非常高的電流密度；
(3) 必須易于控制從外部電源所施加的能量密度，以產(chǎn)生所需發(fā)射的電流密度；
(4) 發(fā)射電子的能量散開應(yīng)該與熱陰極相當(dāng)。對(duì)于工程應(yīng)用，還要求低噪聲、長時(shí)間工作壽命，以及長期穩(wěn)定、均勻的電子發(fā)射。因此，到目前為止，真空微電子學(xué)相當(dāng)大的一部分研究工作是尋求和獲得實(shí)用化的場致發(fā)射冷陰極。
碳納米管的發(fā)現(xiàn)[1]，引起了世界眾多科學(xué)家的廣泛關(guān)注，其優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)、磁學(xué)性能，可在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。尤其是它具有大的長徑比、低功函數(shù)，以及良好的導(dǎo)電性和納米級(jí)的尖端，使它能夠在相對(duì)較低的電壓下就能長時(shí)間發(fā)射電子，因此被認(rèn)為是一種優(yōu)良的場致發(fā)射陰極[3]，已經(jīng)應(yīng)用于掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡等高分辨率電子束器件中，并有望在場致發(fā)射平面顯示器中得到廣泛的應(yīng)用[4]。本文的研究對(duì)碳納米管薄膜進(jìn)行處理，降低了開啟場強(qiáng)，并使最大場發(fā)射電流得到提高。