N离子注入对金刚石膜场发射特性的影响

作者：李俊杰; 吴汉华; 龙北玉; 吕宪义; 胡超权; 金曾孙

来源：Acta Physica Sinica, 2005, (03): 1447-1451.

• 场致电子发射
• N离子注入
• 金刚石膜
• 热丝化学气相沉积 electron field emission
• nitrogen-implantation
• diamond films
• HFCVD

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sp2C—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18V μm下降到注入后的 4V 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 .

• 单位
  物理学院; 吉林大学; 超硬材料国家重点实验室