基于过滤阴极真空电弧镀(FCVA)制备类金刚石薄膜(DLC)及其场发射性能分析

基于过滤阴极真空电弧镀(FCVA)制备类金刚石薄膜(DLC)及其场发射性能分析

王 超 赵志伟

(东南大学电子科学与工程学院显示技术中心 南京 210096)

　　摘要 类金刚石薄膜(DLC)在结构上属于不定型碳膜，其化学键主要由sp3键(金刚石键)和sp2 键(石墨键)组成，它具有类似金刚石的性质,如高硬度、化学稳定、高热传导率、较小的热膨胀系数、较高的电阻率。并且DLC 薄膜具有较低的电子亲和势，相对较低的功函数和禁带宽度，在外电场作用下，电子容易逸出，产生发射电流。

　　本课题通过FCVA 方法制备DLC 薄膜，利用拉曼光谱、AFM 等方法，分析其内部结构，表征其微观结构形貌，并测试场发射性能。本实验采用FCVA 系统溅射沉积DLC 薄膜，靶材选用纯度99.99%的石墨靶，实验环境气压为2.5×10-3 Pa，环境温度为室温，样品为ITO 玻璃和载玻片。

　　通过电弧镀，在ITO玻璃上沉积2 cm×2 cm 的正方形DLC 薄膜，用于组装二极型场发射结构，测试器场发射性能，在载玻片上形成的DLC 薄膜用于拉曼测试和AFM 测试表征。其中，场发射测试在真空中进行，环境气压为10-6 Torr，环境温度为室温。