AlN一维冷阴极纳米结构的低温可控制备、掺杂及场发射特性研究

项目名称： AlN一维冷阴极纳米结构的低温可控制备、掺杂及场发射特性研究

项目编号： No.50802117

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2009

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 刘飞

作者单位： 中山大学

项目金额： 19万元

中文摘要： 采用化学气相沉积法，以氯化铝粉末为源材料，低温可控制备不同形貌的一维AlN冷阴极纳米结构，并对纳米结构进行可控掺杂。利用XRD（X射线衍射）﹑TEM（透射电子显微镜）和EELS（电子能量损失谱）来确定不同AlN纳米材料的晶格结构以及成份组成。利用透明阳极法研究不同形貌的AlN纳米结构的场发射特性（阈值电场﹑稳定性﹑均匀性和亮度等），确定具有最佳场发射特性的一维纳米结构；应用UPS(紫外光电子谱)结合Kelvin探针技术去确定不同AlN纳米结构薄膜的电子亲和势数值，研究其纳米结构形貌特征与场发射特性的对应关系；利用微探针原位测试系统来研究不同形貌的单根AlN一维纳米结构的导电特性和场发射特性，分析导电性能和场发射特性之间的联系，并结合薄膜的场发射特性测试结果，最终确定一维AlN纳米结构的场发射模型以及优化低温生长最佳场发射特性的纳米结构的制备与掺杂条件

中文关键词： AlN一维纳米结构；UPS；Kelvin探针；电子亲和势；场发射

英文摘要： Different morphologies of AlN nanostructures are fabricated by using the AlCl3 powders as source materials at low temperature. The XRD, TEM and EELS techniques are used to confirm the crystalline structure and chemical compositions of these nanomaterials. Their field emission properties (turn-on field, threshold field and emission uniformity) are investigated by transparent anode way. Moreover, the electron affinity of the AlN nanostructures is studied by UPS and Kelvin probe techniques to find their intrinsic physical properties. The in-situ measurement techniques are applied to investigate the relations between their field emission behaviors and their electrical conductivity. At last, the optimal growth conditions and element-doping conditions of the AlN nanostructures with the best field emission properties were found in experiments.

英文关键词： AlN one-dimensionla nanostructures; UPS; Kelvin probe; electron affinity; field emission