Browsing by Author "Horng-Yi Chiang"

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    探討添加氬氣對「微米晶鑽石－超奈米晶鑽石」之特性的影響研究
    (2011) 江泓逸; Horng-Yi Chiang
    鑽石薄膜具有優異之物理、化學、機械性質，因而擁有甚高應用潛力，所以鑽石薄膜之合成為目前熱門之研究課題；尤其是鑽石薄膜具有好的電子場發射特性，適於製作場發射元件，更是重要的研究方向。而化學汽相沉積法(Chemical Vapor Deposition, CVD)是成長鑽石薄膜諸多方法中最廣為使用之合成技術。 本論文研究中，我們使用微波電漿輔助化學汽相沉積法(Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, MPECVD)成長鑽石薄膜，探討在不同超奈米晶鑽石(UNCD)薄膜上成長微米晶鑽石(MCD)薄膜的生長機制、微結構特性及其對MCD/UNCD複合鑽石薄膜場發特性的影響。我們並使用拉曼光譜，場發射掃描電子顯微術(FESEM)，可見光發射光譜(OES)與穿透式電子顯微術(TEM)分析鑽石薄膜結構特性，以探討其成長機制。 本研究是首先在矽基板上成長一層超奈米晶鑽石(UNCD)薄膜作為晶核，再沉積一層微米晶鑽石(MCD)薄膜以合成MCD/UNCD複合鑽石，並探討第二階段沉積微米晶鑽石製程對MCD/UNCD複合鑽石場發特性的影響。第一部分的研究探討在氫氣/甲烷電漿中添加不同比例氬氣之效應；可以發現在添加50 %氬氣時，MCD/UNCD複合式鑽石有最佳之電子場發射特性：(MCD50)1h/UNCD1h薄膜之起始電場為6.50 V/μm；(MCD50)1h/UNCD3h薄膜之起始電場為5.0 V/μm。從TEM分析知是由於其含有較其他添加比例來得多的MCD/UNCD雙相晶，使得晶界形成奈米石墨相所致。第二部分的研究探討當選定50 %的氬氣添加為最佳化的鍍膜參數後，改變沉積MCD時間的效應，發現沉積一小時的MCD/UNCD複合鑽石薄膜，仍舊擁有最佳之場發射特性。 本研究所開發之MCD/UNCD複合鑽石薄膜最佳場發射性可以達到：起始電場為5.0 V/μm；在27.5 V/μm外加電場，場發射電流密度可達0.70 mA/cm2。