Wpływ domieszkowania azotem warstw diamentowych na właściwości emisyjne układu DF/Si

• Autorzy: Staryga E. , Znamirowski Z. , Fabisiak K.

Warianty tytułu

EN

Influence of diamond films nitrogen doping on emission properties of the system DF/Si

• Konferencja: Kongres Polskiego Towarzystwa Próżniowego ; Krajowa Konferencja Techniki Próżni (4 ; 8 ; 21-24.09.2008 ; Janów Lubelski, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano emisję elektronów z heterostruktur warstwa diamentowa/krzem i warstwa diamentowa domieszkowana azotem/krzem. Analiza natężenia prądu emisji w zależności od natężenia pola elektrycznego umożliwiła wyznaczenie parametrów emisyjnych (efektywna praca wyjścia, natężenie pola włączeniowego) wytworzonych heterostruktur. Badane układy odznaczały się stabilną pracą podczas pomiaru emisji polowej. Zaobserwowano znaczny wzrost prądu emisji w układach z domieszkowaną azotem warstwą diamentową w stosunku do prądu emisji z układów z niedomieszkowaną warstwą. Wyniki badań pokazują, iż wytworzone warstwy diamentowe, przy doborze odpowiednich parametrów procesu HF CVD, zastosowaniu domieszkowania azotem oraz wyborze odpowiedniego podłoża półprzewodnikowego, mogą stanowić dobry materiał na pokrycie emiterów polowych.

EN

The emission current from diamond/silicon and nitrogen doped diamond/silicon heterostructures has been investigated. The analysis of the emission current vs. electric field characteristics have enabled to determine the basic emission parameters (such as effective work function, turn-on field). The studied heterostructures was stable during the measurements. The nitrogen doping turned out to enhance the electron emission from the heterostructures significantly. The results presented prove that it is possible to obtain good electron emitters using silicon covered with polycrystalline diamond films provided that the properly chosen parameters of HF CVD preparation, including nitrogen doping, are used.

Słowa kluczowe

PL

emisja elektronów; warstwy diamentowe; warstwy diamentowe domieszkowane azotem

EN

electron emission; diamond films; nitrogen doped diamond films

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 50, nr 1
• Strony: 117--119
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Staryga E.

autor

Znamirowski Z.

autor

Fabisiak K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki

Bibliografia

• [1] Cui J. B., Risten J., Ley L.: Electron Affinity of the Bare and Hydrogen Covered Single Crystal Diamond (111) Surface, Phys. Rev. Lett., 81, 1998, 429-432.
• [2] Robertson J.: Electron affinity of carbon systems. Diamond and Related Materials, 5, 1996, 797-801.
• [3] Ristein J.: Diamond surfaces: familiar and amazing. Applied Physics A, 82, 2006, 377-384.
• [4] Forbes R.: Low - macroscopic - field emission from carbon films and other electrically nanostructured heterogeneous materials: hypotheses about emission mechanism. Solid State Electronics, 45, 2001, 779-808.
• [5] Zhu W., Kochanski G. P., Jin S. and Seibles L.: Defect - enhanced electron field emission from chemical vapor deposited diamond. J. Appl. Phys., 78, 1995, 2707-2711.
• [6] Peng K., Liu K. S., Lin I. N.: Modification on the band structure and the related emission characteristics of defective diamond films doped with boron. Appl. Surf. Sci. 142, 1999, 494-498.
• [7] Fabisiak K., Banaszak A., Kaczamarski M.: Nucleation and growth of diamond films by using HF CVD technique. Functional Materiał, 10, 2003, 117-120.
• [8] Xu N. S., Huq S. E.: Novel cold cathode materials and applications; Mater. Sci. Eng. R, 48, 2005, 47-189.
• [9] Fowler R. H., Nordheim L.: Electron emission in intense electric fields. Proc. Roy. Soc. Lon. Ser. A., 119, 1928, 173-181.
• [10] Panwar O., Kumar S., Rajput S. S., Sharma R., Bahattacharaya R.: Dependence of field - emission threshold in diamond - like carbon films grown by various techniques. Vacuum, 72, 2004, 184-192.
• [11] Watanabe A., Deguchi M., Kitabatake M., Kono S.: Field emission from diamond particles studied by scanning field emission microscopy. Ultramicroscopy, 95, 2003, 145-151.
• [12] Gröning O., Kuttel O., Gröning P., Schlapbach L.: Field emitted electron energy distribution from nitrogen - containing diamond like carbon. Appl. Phys. Lett. 71, 1997, 2253-2255.
• [13] Diederich L., Kiittel O. M., Aebi R., Schlapbach L.: Electron affinity and work function of differently oriented and doped diamond surfaces determined by photoelectron spectroscopy. Surface Science, 418, 1998, 219-239.
• [14] Robertson J.: Electron field emission from diamond and diamond-like carbon for field emission displays. Carbon, 37, 1999, 759-763.
• [15] Li J. J., Zheng W. T., Gu C. Z., Jin Z. S., Gu G. R., Mei X. X., Mu Z. X., Dong C.: Field emission from nitrogen - implanted CVD diamond film grown on silicon wafer. Appl. Phys. A, 81, 2004, 357-361.
• [16] Fox N. A., Wang W. N., Davis T. J., Steeds J. W., May P. W.: Field emission properties of diamond films of different qualities. Appl. Phys. Lett. 71, 1997, 2337-2339.
• [17] Jarzyńska D.: Mechanizm emisji elektronów z cienkich warstw diamentowych i diamentopodobnych osadzonych na podłożu krzemowym. Rozprawa doktorska, Politechnika Łódzka, Łódź, 2007.
• [18] Koenigsfeld N., Philosoph B., Kalish R.: Field emission controlled by the substrate/CVD diamond interface. Diamond and Related Materials, 9, 2000, 1218-1221.