電漿輔助化學氣相沈積法合成氮化硼薄膜於陣列準直奈米碳纖維與場發射量測

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	謝帆
論文名稱：	電漿輔助化學氣相沈積法合成氮化硼薄膜於陣列準直奈米碳纖維與場發射量測 Synthesis of Arrays of Isolated Vertically-Aligned Carbon Nanofibers Coated With a Boron Nitride Nanofilm by PECVD and Field Emission Characteristics
指導教授：	柳克強 Keh-Chyang Leou 蔡春鴻 Chuen-Horng Tsai
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	原子科學院 - 工程與系統科學系 Department of Engineering and System Science
論文出版年：	2008
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	141
中文關鍵詞：	奈米碳纖維、氮化硼、場發射、負電子親和力
外文關鍵詞：	Carbon Nanofiber, Boron Nitride, Field Emission, Nnegative Electron Affinity
相關次數：	點閱：2 下載：0
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

奈米碳管之深寬比(aspect ratio)大、尖端曲率半徑小及導電性佳，其先天優異之場發射特性，可廣泛的應用於場發射元件。在本論文中，將發展出增進奈米碳管場發射特性之製作方法。先以電漿輔助化學氣相沉積系統(Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)合成奈米碳管，使用電漿輔助化學氣相沉積系統之目的除了降低製程溫度外，可合成出具準直性的奈米碳纖維以利場發射特性，且成長出陣列奈米碳管並研究出最佳之奈米碳管長度與奈米碳管間距比例，降低屏蔽效應(screen-effect)對於場發射特性之影響。再使用電漿輔助化學氣相沉積法(Plasma-assisted CVD，PACVD)合成氮化硼薄膜於奈米碳纖維表面，利用氮化硼表面具有負電子親和力(Negative Electron Affinity) 特性提昇奈米碳管場發射特性，並探討出氮化硼品質與氮化硼厚度與場發射特性之影響，由拉曼光譜定性分析，其特徵譜線之半高全寬得之在一最佳品質及最佳膜厚之情況下改善之場發射特性幅度最大。
最後利用氬氣電漿轟擊奈米碳纖維頂端，以減少奈米碳纖維頂端曲率半徑，成功的結合氬氣電漿後處理與鍍覆氮化硼薄膜於奈米碳纖維表面，使原本奈米碳管之起始電場由36.7V/μm降低至18.95 V/μm，在外加電場為39.5 V//μm時，其場發射電流密度由2.43 mA/cm2增強至98.1 mA/cm2，大幅度提昇奈米碳纖維之場發射特性。

關鍵字︰奈米碳纖維、氮化硼、場發射、負電子親和力

目　錄
第一章　緒論 1
第二章 文獻回顧 3
2-1 奈米碳纖維簡介 3
2-1-1 碳的同素異形體 3
2-1-2 奈米碳管 4
2-1-3 奈米碳管之合成方法 7
2-1-4 奈米碳纖維的成長機制 10
2-1-5 奈米碳纖維的應用 12
2-2 改善奈米碳管場發射特性之研究 15
2-2-1 陣列奈米碳管之場發射特性 15
2-2-2 奈米碳管電漿後處理對場發射特性之影響 17
2-2-3 奈米碳管鍍覆薄膜對場發射之影響 19
2-3 寬能隙材料簡介 20
2-3-1 寬能隙材料之場發射特性 20
2-3-2 寬能隙材料鍍覆於場發射電子源之研究 22
2-3-3 寬能隙材料厚度不同對場發射特性之影響 24
2-3-4 改變製程偏壓對氮化硼之影響 28
2-4 研究動機 30
第三章 研究方法 31
3-1 研究流程 31
3-2 實驗設備 32
第四章 實驗結果 52
4-1 成長奈米碳纖維 52
4-1-1 改變前處理時間 52
4-1-2 不同前處理時間之試片成長奈米碳纖維 56
4-1-3 改變成長時間 58
4-2 鍍覆氮化硼薄膜於奈米碳纖維表面 62
4-2-1 氮化硼薄膜分析 62
4-2-2 不同氮化硼薄膜厚度鍍覆於奈米碳纖維表面與場發射特性之影響 66
4-2-3 氮化硼薄膜品質與場發射特性之影響 94
4-2-4 結合電漿後處理與鍍覆氮化硼薄膜於奈米碳纖維對於場發射特性之影響 104
第五章 總結與未來展望 110
參考文獻 114
附錄 119

                                

[1]C. Lou, et al. Appl. Surf. Sci. 251, 254 (2005)
[2]I. S. Jung, et al. Appl. Phys. Lett. 78, 901 (2001)
[3]W. B. Choi, et al. Appl. Phys. Lett. 75, 3129 (1999)
[4]Q. H. Wang, et al. Appl. Phys. Lett. 78, 1294 (2001)
[5]H. sugie, et al. Appl. Phys. Lett. 78, 2578 (2001)
[6]G. Z. Yue, et al. Appl. Phys. Lett. 81, 355 (2002)
[7]J. M. Bonard, et al. Appl. Phys. A 69, 245 (1999)
[8]N. De Jonge, et al. Nature 420, 393 (2002)
[9]K. L. Jensen, et al. J. Vac. Sci. Technol. B 21, 933 (2004)
[10]A. G. Rinzler, et al. Science 269, 1550 (1995)
[11]C. H. Weng, et al. Appl. Phys. Lett. 85, 15 (2004)
[12]K. S. Ahn, et al. Carbon 41, 2481 (2003)
[13]L. Pan, et al. Adv. Eng. Mater. 9, 584 (2007)
[14]T. Sugino, et al. Appl. Phys. Lett. 71, 2704 (1997)
[15]翁政輝國立清華大學工程與系統科學系碩士論文 (2004)
[16]陳怡伶國立清華大學工程與系統科學系碩士論文 (2006)
[17]S. Iijima, et al. Nature 363, 603 (1993)
[18]M. Endo et al. Appl. Phys. Lett. 80, 1267 (2002).
[19]A. Krishnan, et al. Nature (London) 388, 451 (1997).
[20]H. Dai, et al. Surface Science 500, 218 (2002)
[21]C. Schonenberger, et al. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. A 69, 283 (1999)
[22]S. B. Lee, et al. Microelectron. Eng. 475, 61(2002).
[23]L. Zhang, et al. Appl. Phys. Lett. 84, 3972 (2004).
[24]W. D. J. Callister, et al. Materials Science and Engineering an Introduction, 6th ed. (Wiley, New York, 2003).
[25]M. F. Yu, et al. Science 287, 637 (2000)
[26]成會明，奈米碳管Carbon naotube 初版, 五南出版社：31 (2004)
[27]Y. Saito, et al. Carbon 38, 169 (2000)
[28]B. I. Yakobason, et al. Am. Sci. 85, 324 (1997)
[29]M Meyyappan, et al. Plasma Sources Sci. Technol. 12, 205 (2003)
[30]R. T. K. Baker, et al. J. Catal. 26, 51 (1972).
[31]J. M. Kim, et al. ASIA DISPLAY/IDW’01, 1221
[32]Q. Ye, et al. Nano Lett. 4, 1301 (2004).
[33]A. Zuttel, et al. Int. J. Hydrogen Energy 27, 203 (2002)
[34]Y. S. Nechaev, et al. Int. J. Hydrogen Energy 28, 1433 (2003)
[35]P. Poncharal, et al. Science 283, 1513 (1999)
[36]D. M. Eigler, et al. Nature (London) 344, 524 (1990)
[37]T. E. McKnight, et al. Nano Lett. 4, 1213 (2004)
[38]C. Y. Zhi, et al. Appl. Phys. Lett. 81, 1690 (2002)
[39]A. Wadhawan, et al. Appl. Phys. Lett. 78, 108 (2001)
[40]V.V. Zhirnov, et al. J. Vac. Sci. Tech. A. 15, 1733 (1997)
[41]J. B. Yoo, et al. Physica B 323, 180 (2002)
[42]K. B. K. Teo et al. Appl. Phys. Lett. 80, 2011 (2002)
[43]L. Nilsson et al. Appl. Phys. Lett. 76, 2071 (2000)
[44]Investigation of Wide Bandgap Materials for Cold Electron Emission, Joan E. Yater, Electronics Science and Technology Division Naval Research Laboratory, May 10-11 (2001)
[45]V.V. Zhimov, et al. Applied Surface Science 94/95, 123 (1996)
[46]T. Sugino, et al. Appl. Phys. Lett. 80, 3808 (2002)
[47]H. Ji, et al. J. Vac. Sci. Technol. B 18, 2710 (2000)
[48]GU Guang-Rui, et al. CHIN. PHYS. LETT. 20, 947 (2003)
[49]T. Sugino, et al. Appl. Phys. Lett. 80, 3602 (2002)
[50]Y. X. Wang, et al. Applied Surface Science 243, 394 (2005)
[51]T. Ichiki, et al. J. Appl. Phys. 75, 1094 (1993)
[52]X. Z. Ding et al. Thin Solid Films 429, 22 (2003)
[53]T. Werninghaus, et al. Appl. Phys. Lett. 70, 958 (1997)
[54]J. Yu, et al. Appl. Phy. A 80, 777 (2005)
[55]國立清華大學加速器組E-GUN操作手冊
[56]P. B. Midarid, et al. Materials Science and Engineering R21, 47 (1997)
[57]http://www.nscric. nthu.edu.tw/Other/xpsauger.html
[58]K. S. Park, et al. Appl. Phys. Lett. 70, 315 (1997)
[59]M. C. Lin, et al. J. Vac. Sci. Technol. B 23, 636 (2005)
[60]V. Semet, et al. J. Vac. Sci. Technol. B 23, 671 (2005)
[61]J. P. Barbour, et al. Phys. Revi. 92, 45 (1953)
[62]J. H. Choi, et al. Diamond and Related Materials 12, 794 (2003)
[63]J. S. Suh, et al. Appl. Phys. Lett. 80, 2392 (2002)
[64]J-M. Bonard, et al. Adv. Mater. 13, 184 (2001)
[65]S. K. Patra, et al. JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 100, 024319 (2006)
[66]S. Reich, et al. PHYSICAL REVIEW B 71, 205201 (2005)
[67]D. H. Kang, et al. J. Vac. Sci. Technol. B 17(2), 632 (1999)
[68]W. Yi, et al. Adv. Mater. 20, 1464 (2002)
[69]T. Sugino, et al. J. Vac. Sci. Technol. B 16(3), 1211 (1998)

全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文