直接在商用2.5D基底上生长的高电流碳纳米管薄膜用于低电压场发射电子源
应用物理
2021-03-10 v1
摘要
基于碳纳米管(CNT)的电子器件在超越硅的固态电子学与真空微纳电子学中具有前景。尽管CNT场效应晶体管相关的固态电子学进展迅速，CNT基真空纳米电子器件的发展却因长期存在的在低工作电压下需要高电流场发射(FE)电子源的挑战而严重受阻。除CNT自身性质外，FE特性也受基底形貌与界面态影响。本工作通过使用直接在商用可用且具有匹配特征尺寸与改善界面接触的2.5D基底上生长的CNT薄膜，展示了在相对较低工作电压下的高电流FE特性。仿真结果表明，包含泡沫镍(NiF)与碳布(CC)且具适当特征尺寸的商用2.5D基底将显著有助于在相对较低电压下增强发射电流。改进的制备工艺改善了CNT与下层2.5D基底间的接触。在随机选取的NiF上直接生长的CNT实现了高出20倍的发射电流密度且开启电场减半，显示了具有良好接触的2.5D基底在改善FE特性方面的潜力。最后，通过匹配2.5D基底与CNT的特征尺寸，实现了高发射电流(6 mA)且开启电场降低约75%，使我们显著接近用于实际应用的可信赖高电流低电压FE电子源。
引用
@article{arxiv.2103.05155,
title = {High-current CNT films grown directly on commercially available 2.5D substrates for low-voltage field-emission electron sources},
author = {Nannan Li and Fei Yan and Baoqing Zeng and Yi Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.05155},
year = {2021}
}