从未使用过的纳米结构钻石中产生低电场电子辐射

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 表面科学是一门学科.

背景情况:

• 电子发射对于各种电子设备至关重要.
• 在低电场中实现高电流密度仍然是一个重大挑战.
• 纳米结构材料具有独特的电子特性.

研究的目的:

• 为了研究未使用过的纳米结构钻石的电子发射特性.
• 确定使用这种材料用于低场电子发射应用的可行性.
• 了解负责增强电子发射的潜在机制.

主要方法:

• 使用纳米尺寸的钻石颗粒制造钻石发射器.
• 在等离子体中对钻石层进行热处理.
• 测量电子排放电流密度作为应用电场的函数.

主要成果:

• 在低电场 (3-5 V/μm) 观察到强烈和持续的电子发射.
• 实现了每平方厘米10毫安培的电流密度.
• 在现场发射材料中证明了技术上有用的电流密度的最低报告场.

结论:

• 无毒化,纳米结构的钻石是高效的电子发射的非常有前途的材料.
• 钻石的高缺陷密度和低电子亲和度有助于观察到的低场辐射.
• 该材料在大型基板上易于制造,使其在技术上可行和经济.