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《纳米半导体场发射冷阴极理论与实验》编辑推荐：场发射冷阴极在显示技术、微波能源及高频电子等方面具有十分重要的应用。《纳米半导体场发射冷阴极理论与实验》基于作者多年来在纳米半导体场发射冷阴极方面的工作积累，对该领域的发展历程、理论基础、设计模型与制备性能进行了系统的介绍与讨论，期望为新型纳米半导体场发射冷阴极研发与器件应用提供指导与参考。
目录
第1章纳米半导体场发射冷阴极概述
1.1场发射显示器发展历程及相关技术
1.2场电子发射基本原理
1.3半导体场发射冷阴极发展概述
1.3.1微尖锥阵列结构
1.3.2一维纳米阵列结构
1.3.3半导体薄膜及发展
1.4纳米场发射材料
1.4.1纳米氮化物半导体场发射材料
1.4.2纳米氧化锌场发射材料
1.4.3纳米碳管场发射材料
1.4.4纳米金刚石薄膜场发射材料
1.4.5石墨烯场发射材料
1.4.6其他场发射材料
1.5纳米场发射冷阴极器件应用
1.5.1场发射共振隧穿二极管
1.5.2场发射显示器
1.5.3场发射扫描电镜
1.5.4场发射压力传感器
1.5.5场发射微波器件
1.5.6场发射光电探测器件
参考文献
第2章纳米场发射理论
2.1经典F—N理论
2.1.1金属场发射
2.1.2半导体场发射
2.2纳米场发射理论发展
2.3纳米宽带隙半导体场发射理论
2.3.1宽带隙半导体能带弯曲模型建立
2.3.2强场下半导体能带弯曲规律
2.3.3宽带隙半导体场发射能带弯曲机制
2.4纳米晶半导体场发射理论
2.4.1纳米半导体场发射理论模型建立
2.4.2半导体薄膜场发射纳米增强效应研究
2.5纳米半导体场发射厚度效应机制
2.5.1引言
2.5.2纳米半导体场发射厚度效应经典模型
2.5.3纳米半导体场发射厚度效应的微观机制分析
2.5.4总结
参考文献
第3章单层纳米薄膜半导体场发射冷阴极
3.1单层场发射纳米薄膜制备及表征方法
3.1.1实验衬底处理
3.1.2场发射薄膜制备方法
3.1.3纳米薄膜的表征方法
3.2GaN纳米薄膜场发射基底效应
3.2.1GaN纳米薄膜的制备
3.2.2GaN纳米薄膜微结构及成分表征
3.2.3不同衬底GaN纳米薄膜场发射性能研究
3.3纳米薄膜场发射厚度效应
3.3.1ZnO纳米薄膜场发射厚度效应
3.3.2SiC基GaN纳米取向薄膜场发射厚度效应
3.3.3Si基GaN纳米取向薄膜场发射厚度效应
3.3.4非晶GaN纳米薄膜场发射厚度效应
3.4掺杂对场发射性能的影响
3.4.1掺杂对GaN电子结构的影响
3.4.2Si掺杂对AlGaN薄膜场发射性能的影响
3.4.3Si掺杂对GaN薄膜场发射性能的影响
3.4.4掺杂对ZnO薄膜场发射性能的影响
3.5晶体微结构调控薄膜场发射性能
3.5.1BN薄膜相结构调控及其对场发射性能的影响
3.5.2AlN薄膜取向控制及其对场发射性能的影响
3.5.3GaN纳米薄膜晶体微结构调控对场发射性能的影响
3.5.4GaN纳米薄膜场发射的结构调控效应
3.5.5AlGaN混合取向纳米薄膜制备及其结构增强场发射机理
3.6表面修饰调控薄膜场发射性能
3.6.1GaN纳米取向薄膜的表面处理及对其场发射性能的影响
3.6.2表面处理对AlGaN薄膜场发射性能的影响
参考文献
第4章多层纳米薄膜半导体场发射结构增强研究
4.1引言
4.2多层纳米半导体场发射结构增强模型
4.2.1量子自治计算模型
4.2.2场发射量子结构中能级及其电子积累
4.2.3多层超薄膜场发射的结构增强效应
4.3多层纳米半导体场发射薄膜制备及结构调控效应
4.3.1AlAs／GaAs量子结构对其场发射性能影响
4.3.2AlN／GaN量子结构对其场发射性能影响
4.3.3多层量子场发射阴极的量子结构增强
4.3.4量子薄膜势垒—势阱相对高度对其场发射性能影响
4.3.5量子与几何结构耦合增强场发射性能研究
参考文献
第5章一维半导体场发射冷阴极
5.1引言
5.2场发射纳米线制备及其结构表征
5.2.1等离子体化学气相系统简介
5.2.2基于GaN粉末的场发射纳米线制备
5.2.3GaN纳米线制各工艺及表征
5.3纳米线结构调控对其场发射的影响
5.3.1GaN纳米线场发射性能测试
5.3.2GaN纳米线成分、表面功函数及其对场发射性能的影响
5.3.3热效应对GaN纳米线场发射的影响
5.4Ga2O3还原法制各GaN纳米线及其场发射特性
5.4.1Ga2O3还原制备GaN纳米线PECVD系统
5.4.2基于Ga2O3粉末的场发射纳米线制备
5.4.3GaN纳米线制备工艺及表征
5.4.4GaN纳米线工艺参数调控
5.4.5GaN纳米线薄膜场发射性能研究
参考文献
第6章纳米半导体场发射能谱及其量子结构共振隧穿机制
6.1引言
6.2单层纳米半导体场发射能谱多峰模型
6.2.1考虑能带弯曲及复杂镜像势的量子隧穿模型
6.2.2半导体薄膜FEED的多峰特性
6.3半导体量子结构共振隧穿场发射及其场发射能谱
6.3.1AlInGaN量子结构模型及其极化特性
6.3.2半导体量子结构薄膜共振隧穿场发射普适机制
6.3.3量子结构中势阱调控对场发射特性的影响
6.3.4量子结构形状对场发射特性的影响
参考文献
第7章结论与展望
7.1纳米半导体场发射理论研究
7.1.1宽带半导体场发射能带弯曲理论
7.1.2半导体纳米晶场发射增强机制
7.1.3半导体纳米薄膜场发射厚度效应
7.1.4半导体量子结构场发射增强机制
7.1.5半导体场发射能量分布多峰机制
7.1.6多层纳米半导体薄膜量子隧穿场发射机制
7.2纳米半导体场发射实验研究
7.2.1纳米半导体薄膜场发射的厚度效应
7.2.2纳米半导体场发射薄膜的晶体微结构调制增强
7.2.3纳米半导体量子结构增强场发射
7.2.4量子结构耦合几何结构纳米半导体薄膜场发射
7.2.5纳米半导体场发射薄膜的掺杂、表面修饰、基底与成分调制改性研究
7.2.6氮化物纳米线的场发射性能研究
7.3研究展望
7.3.1场发射理论
7.3.2场发射材料制各
7.3.3新型场发射冷阴极器件
参考文献
彩图
文摘
版权页：
插图：
实验报道的能显著改善场发射性能的特殊薄膜结构，其厚度大都在小纳米尺度，属于超薄膜场发射的研究范畴。基于半导体超薄膜结构对其场发射性能的提高，目前一般的解释认为来源于两阶段过程。首先电子从基底（金属或者高掺杂Si等）电子源注入宽带隙半导体超薄膜的异质结势阱积累，从而导致薄膜表面电子亲和势降低、场发射增强。但我们的初步理论计算结果表明，对于小纳米尺度的超薄膜结构，电子隧穿整个薄膜层已经变得比较容易，不需要在异质结势阱中的积累过程。以前建立起的宽带隙半导体薄膜能带弯曲场发射理论认为，表面场强导致的宽带隙半导体薄膜大能带弯曲有利于基底电子源从薄膜表面发射；而我们目前的初步计算结果表明，超薄膜结构将提高电子隧穿薄膜结构的几率。这些研究基础，为探寻可调控宽带隙半导体超薄膜的场发射增强机理提供了重要线索，也预示着超薄膜场发射增强机制是与量子隧穿过程紧密相关的。目前国际上对半导体超薄膜的可调控场发射研究，无论在实验或理论上都处于萌芽阶段。实验上，研究仅局限于某种具体调控参数条件下薄膜结构的场发射性能研究，尚没有系统地去考虑各种薄膜结构参数对其场发射性能的影响，也未尝试通过结构参数调控获得具有最佳场发射性能的薄膜结构；理论上，大都是着眼某一种具体材料形成的薄膜结构，解释某一种具体薄膜结构的实验结果，采用的方法多为宏观的经典方法，但系统的理论研究尚未见报道。因而，薄膜结构参数能极大地提高场发射性能的物理实质远未明晰。基于以上考虑，我们基于量子隧穿模型探讨多层薄膜的场发射结构增强模型。
《纳米半导体场发射冷阴极理论与实验》编辑推荐：场发射冷阴极在显示技术、微波能源及高频电子等方面具有十分重要的应用。《纳米半导体场发射冷阴极理论与实验》基于作者多年来在纳米半导体场发射冷阴极方面的工作积累，对该领域的发展历程、理论基础、设计模型与制备性能进行了系统的介绍与讨论，期望为新型纳米半导体场发射冷阴极研发与器件应用提供指导与参考。
目录
第1章纳米半导体场发射冷阴极概述
1.1场发射显示器发展历程及相关技术
1.2场电子发射基本原理
1.3半导体场发射冷阴极发展概述
1.3.1微尖锥阵列结构
1.3.2一维纳米阵列结构
1.3.3半导体薄膜及发展
1.4纳米场发射材料
1.4.1纳米氮化物半导体场发射材料
1.4.2纳米氧化锌场发射材料
1.4.3纳米碳管场发射材料
1.4.4纳米金刚石薄膜场发射材料
1.4.5石墨烯场发射材料
1.4.6其他场发射材料
1.5纳米场发射冷阴极器件应用
1.5.1场发射共振隧穿二极管
1.5.2场发射显示器
1.5.3场发射扫描电镜
1.5.4场发射压力传感器
1.5.5场发射微波器件
1.5.6场发射光电探测器件
参考文献
第2章纳米场发射理论
2.1经典F—N理论
2.1.1金属场发射
2.1.2半导体场发射
2.2纳米场发射理论发展
2.3纳米宽带隙半导体场发射理论
2.3.1宽带隙半导体能带弯曲模型建立
2.3.2强场下半导体能带弯曲规律
2.3.3宽带隙半导体场发射能带弯曲机制
2.4纳米晶半导体场发射理论
2.4.1纳米半导体场发射理论模型建立
2.4.2半导体薄膜场发射纳米增强效应研究
2.5纳米半导体场发射厚度效应机制
2.5.1引言
2.5.2纳米半导体场发射厚度效应经典模型
2.5.3纳米半导体场发射厚度效应的微观机制分析
2.5.4总结
参考文献
第3章单层纳米薄膜半导体场发射冷阴极
3.1单层场发射纳米薄膜制备及表征方法
3.1.1实验衬底处理
3.1.2场发射薄膜制备方法
3.1.3纳米薄膜的表征方法
3.2GaN纳米薄膜场发射基底效应
3.2.1GaN纳米薄膜的制备
3.2.2GaN纳米薄膜微结构及成分表征
3.2.3不同衬底GaN纳米薄膜场发射性能研究
3.3纳米薄膜场发射厚度效应
3.3.1ZnO纳米薄膜场发射厚度效应
3.3.2SiC基GaN纳米取向薄膜场发射厚度效应
3.3.3Si基GaN纳米取向薄膜场发射厚度效应
3.3.4非晶GaN纳米薄膜场发射厚度效应
3.4掺杂对场发射性能的影响
3.4.1掺杂对GaN电子结构的影响
3.4.2Si掺杂对AlGaN薄膜场发射性能的影响
3.4.3Si掺杂对GaN薄膜场发射性能的影响
3.4.4掺杂对ZnO薄膜场发射性能的影响
3.5晶体微结构调控薄膜场发射性能
3.5.1BN薄膜相结构调控及其对场发射性能的影响
3.5.2AlN薄膜取向控制及其对场发射性能的影响
3.5.3GaN纳米薄膜晶体微结构调控对场发射性能的影响
3.5.4GaN纳米薄膜场发射的结构调控效应
3.5.5AlGaN混合取向纳米薄膜制备及其结构增强场发射机理
3.6表面修饰调控薄膜场发射性能
3.6.1GaN纳米取向薄膜的表面处理及对其场发射性能的影响
3.6.2表面处理对AlGaN薄膜场发射性能的影响
参考文献
第4章多层纳米薄膜半导体场发射结构增强研究
4.1引言
4.2多层纳米半导体场发射结构增强模型
4.2.1量子自治计算模型
4.2.2场发射量子结构中能级及其电子积累
4.2.3多层超薄膜场发射的结构增强效应
4.3多层纳米半导体场发射薄膜制备及结构调控效应
4.3.1AlAs／GaAs量子结构对其场发射性能影响
4.3.2AlN／GaN量子结构对其场发射性能影响
4.3.3多层量子场发射阴极的量子结构增强
4.3.4量子薄膜势垒—势阱相对高度对其场发射性能影响
4.3.5量子与几何结构耦合增强场发射性能研究
参考文献
第5章一维半导体场发射冷阴极
5.1引言
5.2场发射纳米线制备及其结构表征
5.2.1等离子体化学气相系统简介
5.2.2基于GaN粉末的场发射纳米线制备
5.2.3GaN纳米线制各工艺及表征
5.3纳米线结构调控对其场发射的影响
5.3.1GaN纳米线场发射性能测试
5.3.2GaN纳米线成分、表面功函数及其对场发射性能的影响
5.3.3热效应对GaN纳米线场发射的影响
5.4Ga2O3还原法制各GaN纳米线及其场发射特性
5.4.1Ga2O3还原制备GaN纳米线PECVD系统
5.4.2基于Ga2O3粉末的场发射纳米线制备
5.4.3GaN纳米线制备工艺及表征
5.4.4GaN纳米线工艺参数调控
5.4.5GaN纳米线薄膜场发射性能研究
参考文献
第6章纳米半导体场发射能谱及其量子结构共振隧穿机制
6.1引言
6.2单层纳米半导体场发射能谱多峰模型
6.2.1考虑能带弯曲及复杂镜像势的量子隧穿模型
6.2.2半导体薄膜FEED的多峰特性
6.3半导体量子结构共振隧穿场发射及其场发射能谱
6.3.1AlInGaN量子结构模型及其极化特性
6.3.2半导体量子结构薄膜共振隧穿场发射普适机制
6.3.3量子结构中势阱调控对场发射特性的影响
6.3.4量子结构形状对场发射特性的影响
参考文献
第7章结论与展望
7.1纳米半导体场发射理论研究
7.1.1宽带半导体场发射能带弯曲理论
7.1.2半导体纳米晶场发射增强机制
7.1.3半导体纳米薄膜场发射厚度效应
7.1.4半导体量子结构场发射增强机制
7.1.5半导体场发射能量分布多峰机制
7.1.6多层纳米半导体薄膜量子隧穿场发射机制
7.2纳米半导体场发射实验研究
7.2.1纳米半导体薄膜场发射的厚度效应
7.2.2纳米半导体场发射薄膜的晶体微结构调制增强
7.2.3纳米半导体量子结构增强场发射
7.2.4量子结构耦合几何结构纳米半导体薄膜场发射
7.2.5纳米半导体场发射薄膜的掺杂、表面修饰、基底与成分调制改性研究
7.2.6氮化物纳米线的场发射性能研究
7.3研究展望
7.3.1场发射理论
7.3.2场发射材料制各
7.3.3新型场发射冷阴极器件
参考文献
彩图
文摘
版权页：
插图：
实验报道的能显著改善场发射性能的特殊薄膜结构，其厚度大都在小纳米尺度，属于超薄膜场发射的研究范畴。基于半导体超薄膜结构对其场发射性能的提高，目前一般的解释认为来源于两阶段过程。首先电子从基底（金属或者高掺杂Si等）电子源注入宽带隙半导体超薄膜的异质结势阱积累，从而导致薄膜表面电子亲和势降低、场发射增强。但我们的初步理论计算结果表明，对于小纳米尺度的超薄膜结构，电子隧穿整个薄膜层已经变得比较容易，不需要在异质结势阱中的积累过程。以前建立起的宽带隙半导体薄膜能带弯曲场发射理论认为，表面场强导致的宽带隙半导体薄膜大能带弯曲有利于基底电子源从薄膜表面发射；而我们目前的初步计算结果表明，超薄膜结构将提高电子隧穿薄膜结构的几率。这些研究基础，为探寻可调控宽带隙半导体超薄膜的场发射增强机理提供了重要线索，也预示着超薄膜场发射增强机制是与量子隧穿过程紧密相关的。目前国际上对半导体超薄膜的可调控场发射研究，无论在实验或理论上都处于萌芽阶段。实验上，研究仅局限于某种具体调控参数条件下薄膜结构的场发射性能研究，尚没有系统地去考虑各种薄膜结构参数对其场发射性能的影响，也未尝试通过结构参数调控获得具有最佳场发射性能的薄膜结构；理论上，大都是着眼某一种具体材料形成的薄膜结构，解释某一种具体薄膜结构的实验结果，采用的方法多为宏观的经典方法，但系统的理论研究尚未见报道。因而，薄膜结构参数能极大地提高场发射性能的物理实质远未明晰。基于以上考虑，我们基于量子隧穿模型探讨多层薄膜的场发射结构增强模型。
| ISBN | 9787030510426 |
|---|---|
| 出版社 | 科学出版社 |
| 作者 | 王如志 |
| 尺寸 | 5 |