Разработка технологических основ изготовления и исследование характеристик автоэмиссионных наноструктур на основе пленок графена на карбиде кремния

• Автор: Волков, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ АВТОЭМИССИОИНЫХ ПРИБОРОВ
1.1 Автоэлсктропнан ЭМИССИЯ МСТЯЛЛОИ
1.2 Автоэлсктроиная эмиссии полупроводников
1.3 Автоэлсктроннпя эмиссии углеродных материалов
1.3.1 Углеродные наноматерналы
1.3.2 Автоэлсктропнаи эмиссии углеродных нанотрубок
1.3.3 Графен н его получение
1.3.4 Автоэлектропнаи эмиссии пленок графена
1.4 Автоэмнсснонные катоды
1.4.1 Влияние геометрии катодов на автоэмнсснонные характерис тики
1.4.2 Матричные и миогокатодные системы
1.4.3 Технологии изготовления единичных автоэмпсснонных катодов и их матриц
1.5 Применение автоэмнсспонных катодов п современных приборах мпкро- и наноолектроинкн

Выводы и постановка задач
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В
МЕЖЭЛЕКТРОДИОМ ЗАЗОРЕ
2.1 Математическое описание поли в антоэмпсспопных структурах
2.2 Расчет электростатических полей
2.2.1 Метод конечных элементов
2.3 Моделирование ангоэмнеснопных структур с катодами в форме острия
2.3.1 Моделирование матриц с автоэмпссионнымн катодами в форме острия
2.4 Моделирование автоэмнсспонных структур с катодами в форме лезвии
2.5 Моделирование планарных эмиссионных структур
2.6 Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ПОЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВ
3.1 Получение пленок графена на подложках карбида кремнии
3.2 Исследование морфологии и спектральных характеристик пленок графена на карбиде
кремнии
3.2.1 Исследование спектральных характеристик пленок графена на віС
3.2.2 Исследование .морфологии поверхности пленок графена на БІС
3.3 Исследование автоэмнсспонных характеристик пленок графена па подложках карбида
кремнии
3.4 Изготовление карбпдокрсмннсных автоэмнсспонных катодов в форме острия с помощыо
метода фокусированных ионных пучков
3.5 Исследование автоэмнсспонных характеристик полученных наноструктур
3.6 Исследование стабильности эмиссионных структур па основе пленок графена на карбиде кремнии
3.7 Выводы
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭМИССИОННЫХ НАНОСТРУКТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА ФОКУСИРОВАННЫХ ИОННЫХ ПУЧКОВ

4.1 Разработка технологии изготовлении планарных эмиссионных ячеек на основе пленок графена на карбиде кремния
4.2 Разработка технологии изготовления планарных эмиссионных ячеек с катодами в форме диска и кольца на основе пленок графена на карбиде кремния
4.3 Разработка технологии изготовления эмиссионных ячеек с катодом в форме острия на основе пленок графема на карбиде кремния
4.4 Разработка технологии изготовления эмиссионной ячейки с катодом в форме планарного острия па основе пленок графена на карбиде кремния
4.5 Матрицы автоэмнсспонных катодов на основе пленок графема на SiC
4.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Список сокращений
АСМ - атомно-силовой микроскоп
ВАХ - вольт-ампериая характеристика
ФИ] I - фокусированные ионные пучки
СВЧ - сверхвысокочастотпые
РЭМ - расфовьш электронный микроскоп
УНТ - углеродная нанотрубка
МКЭ - метод конечных элементов
МКР - методом конечных разностей
СЛАУ - система линейных алгебраических уравнений
ВТО - быстрая термическая обработка
ИК - инфракрасное излучение
КРС - комбинационное рассеяние света
ПЗС - прибор с зарядовой связью
аблица 1.3 -Значения форм-факгора для различных геометрий автоомиссиоппого катода
Название

Гр - '
Гиперболическая аппроксимация. Где г радиус закругления осфпя. К - мс/ктлок! родное расстояние.
Параболическая аппроксимация. Где г - радиус закругления острия. Л - межэлектродное расстояние.
Сферическая аппроксимация.
Где г - радиус закругления острия, К — межэлектродное расстояние.

Цилиндрическая аппроксимация, де г — радиус шкруглепия острия, К - межэлскгродпос рассюяпие.
Лезвие с поперечным сечением шишрмошего торца постоянной
10Л1ЦПНЫ.
Где Ь -толщина торца.
К ~ моюлекгродное расстояние.
Лезвие с поперечным сечением эмигпр)Ю1цсго юрца в виде параболы. 1'де г - радиус закругления оария.
Л - межолскгродное расстояние.
Форм-фактор

Г • 1п (?)

г(Д - г)

ln-R-h