基于過濾陰極真空電弧鍍(FCVA)制備類金剛石薄膜(DLC)及其場發(fā)射性能分析

王 超 趙志偉

(東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院顯示技術(shù)中心 南京 210096)

　　摘要 類金剛石薄膜(DLC)在結(jié)構(gòu)上屬于不定型碳膜，其化學(xué)鍵主要由sp3鍵(金剛石鍵)和sp2 鍵(石墨鍵)組成，它具有類似金剛石的性質(zhì),如高硬度、化學(xué)穩(wěn)定、高熱傳導(dǎo)率、較小的熱膨脹系數(shù)、較高的電阻率。并且DLC 薄膜具有較低的電子親和勢，相對較低的功函數(shù)和禁帶寬度，在外電場作用下，電子容易逸出，產(chǎn)生發(fā)射電流。

　　本課題通過FCVA 方法制備DLC 薄膜，利用拉曼光譜、AFM 等方法，分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，表征其微觀結(jié)構(gòu)形貌，并測試場發(fā)射性能。本實驗采用FCVA 系統(tǒng)濺射沉積DLC 薄膜，靶材選用純度99.99%的石墨靶，實驗環(huán)境氣壓為2.5×10-3 Pa，環(huán)境溫度為室溫，樣品為ITO 玻璃和載玻片。

　　通過電弧鍍，在ITO玻璃上沉積2 cm×2 cm 的正方形DLC 薄膜，用于組裝二極型場發(fā)射結(jié)構(gòu)，測試器場發(fā)射性能，在載玻片上形成的DLC 薄膜用于拉曼測試和AFM 測試表征。其中，場發(fā)射測試在真空中進(jìn)行，環(huán)境氣壓為10-6 Torr，環(huán)境溫度為室溫。