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碳纳米管薄膜的制备及处理对场发射特性的影响
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采取直接在硅片上真空蒸镀NiCr合金作为催化剂，用化学气相沉积法制备了碳纳米管薄膜。并采用H2等离子体球处理碳纳米管薄膜，测试其场发射特性，并与未经处理的碳纳米管薄膜进行了比较，得到碳纳米管薄膜开启场强有所降低，为1～1.2 V/μm。对碳纳米管薄膜进行老炼处理，最大场发射电流由12.3 μA提高到34 μA。
关 键 词 碳纳米管; 场发射; 化学气相沉积法; 老炼
真空微电子学是上世纪80年代后期发展起来的一门新兴学科，真空微电子器件兼有电真空器件和微电子器件的优点，在场发射平面显示器、微波、毫米波器件和传感器等领域中有着重要的应用前景[1-2]。真空微电子器件要获得广泛应用，稳定的电子源是其最重要的技术支撑。适用于真空微电子器件的理想电子源必须具有以下特性：
(1) 发射电流由电压控制，驱动电压最好是在现有集成电路所能获得的范围；
(2) 电子源必须能够发射非常高的电流密度；
(3) 必须易于控制从外部电源所施加的能量密度，以产生所需发射的电流密度；
(4) 发射电子的能量散开应该与热阴极相当。对于工程应用，还要求低噪声、长时间工作寿命，以及长期稳定、均匀的电子发射。因此，到目前为止，真空微电子学相当大的一部分研究工作是寻求和获得实用化的场致发射冷阴极。
碳纳米管的发现[1]，引起了世界众多科学家的广泛关注，其优异的电学、力学、磁学性能，可在许多领域得到应用。尤其是它具有大的长径比、低功函数，以及良好的导电性和纳米级的尖端，使它能够在相对较低的电压下就能长时间发射电子，因此被认为是一种优良的场致发射阴极[3]，已经应用于扫描电子显微镜和透射电子显微镜等高分辨率电子束器件中，并有望在场致发射平面显示器中得到广泛的应用[4]。本文的研究对碳纳米管薄膜进行处理，降低了开启场强，并使最大场发射电流得到提高。
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