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Cu掺杂提高类金刚石膜场致发射特性研究

李建  童洪辉  但敏  金凡亚  
【摘要】:采用双磁过滤阴极真空弧和磁控溅射沉积法,在Cu基体表面上制备了以钛(Ti)和钛化碳(TiC)过渡层材料的Cu掺杂非晶类金刚石(DLC)薄膜。自行设计制作了薄膜材料场致发射特性测试装置,探讨了Cu掺杂影响DLC薄膜场致发射特性的机理。运用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱分析了铜掺杂DLC薄膜的微观结构组成和表面形貌的变化。研究发现,相对于未掺杂的DLC膜,掺Cu DLC膜具有更好的场致发射特性,开启电压从45降为40 V/μm。SEM分析显示适当的Cu掺杂可使薄膜表面具有更加精细的亚微米级突起结构,突起之间连接更加紧密。Raman分析结果显示:适当的Cu掺杂可以使薄膜中的sp~2杂化键含量和薄膜的导电性提高,场致发射特性更好;过度掺杂Cu则会使薄膜表面含有过多Cu而致场致发射特性下降。

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