Ag离子注入改进微晶及超纳米金刚石薄膜的微结构与电学性能研究

项目名称： Ag离子注入改进微晶及超纳米金刚石薄膜的微结构与电学性能研究

项目编号： No.11405114

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 申艳艳

作者单位： 太原理工大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 金刚石薄膜是制作高可靠性、长寿命场发射器件的理想阴极材料，但未掺杂的金刚石薄膜由于其良好的绝缘性质而具有较高的场发射阈值电场，影响了它在场发射方面的应用。离子注入被认为是提高金刚石薄膜导电性的最有潜力的手段，但其电导主要来自于薄膜中的晶界，且载流子迁移率很低，很难应用于电子器件的制作。针对此问题，本项目拟使用微波等离子体化学气相沉积法制备微晶和超纳米金刚石薄膜，利用Ag离子注入结合热退火的方法，在薄膜中形成Ag纳米颗粒“导电岛”，使薄膜晶粒和晶界同时获得导电能力，从而提高金刚石薄膜的载流子迁移率和导电能力。在实验的基础上，揭示Ag离子注入剂量、能量和退火条件对金刚石薄膜的缺陷浓度和组态、能带结构、电子态密度等电学性能的改性规律；澄清金刚石薄膜微结构改性及Ag纳米颗粒的尺寸、空间分布规律改进金刚石薄膜电学性能的微观机理。研究结果可为制备高电导率、高载流子迁移率的金刚石薄膜提供实验及理论依据。

中文关键词： 金刚石膜；Ag离子注入；微结构；电学性能；

英文摘要： Diamond film is an ideal cathode material for high reliability, long life-time field emission devices. However, owing to its high resistivity, un-doped diamond film shows high threshold voltage for field emission, which obstacles its wide applications of

英文关键词： diamond films；Ag ion implantation；microstruture；electrical properties；