НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ЭМИССИОННОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ

Рассмотрено влияние условий формирования на состав и строение поликластерных пленок алмаза (ППА), алмазоподобных углеродных пленок (АУП) и углеродных наностенок (УНС). ППА сформированы из газовой смеси водорода и метана, активированной дуговым или СВЧ-разрядами, а также термическим способом (метод «нагретой нити»). АУП получены методами ВЧ-магнетронного распыления, диодного ВЧ-разряда в газовой смеси циклогексана и водорода и распыления графита ионным пучком. УНС сформированы из газовой смеси водорода и метана, активированной тлеющим разрядом постоянного тока. Методами электронной и атомно-силовой микроскопии, рентгеновской дифрактометрии и спектроскопии комбинационного рассеяния света исследованы состав и строение синтезированных углеродных материалов. Изучена взаимосвязь состава и строения синтезированных углеродных материалов с электрическими и функциональными характеристиками автоэмиссионных катодов, изготовленных на их основе.

поликластерные и алмазоподобные углеродные пленки, углеродные наностенки, электронная микроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света, рентгеновская дифрактометрия, автоэмиссионные катоды

1. Collins J.L. Diamond-like carbon (DLC) - a review // Industrial Diamond Review. 1998. V. 58. № 578. P. 90-92.

2. Tzeng Y., Chen C-L., Chen Y-Y., Liu C-Y. Carbon nanowalls on graphite for cold cathode applications // Diamond and Related Materials. 2010. V. 19 (2-3). P. 201-204.

3. Wang H-X., Jiang N., Zhang H., Hiraki A. Growth of a three dimensional complex carbon nanoneedle electron emitter for fabrication of field emission devices // Carbon. 2010. V. 48. P. 4483-4488.

4. Busta H.H., Chen J.M., Shen Z., Jansen K., Rizkowski S., Matey J., Lanzillotto A. Characterization of electron emitters for miniature X-ray sources // J. Vacuum Science & Technology B. 2003. V. 21. Р. 344-349.

5. Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Дзбановский Н.Н., Пащенко П.В., Тимофеев М.А. Формирование наноструктурированных пленок и слоистых структур иридия и поликластерного алмаза // Нано- и микросистемная техника. 2008. № 2. С. 16-30.

6. Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Борисов В.В., Евлашин С.А. Исследование многофазных углеродных пленок автоэмиссионных катодов методами электронной микроскопии, комбинационного рассеяния света и рентгеновской дифрактометрии // Нано- и микросистемная техника. 2014. № 2. С. 20-25.

7. Белянин А.Ф., Борисов В.В., Самойлович М.И., Багдасарян А.С. Влияние лазерного облучения и термической обработки на строение и автоэмиссионные свойства углеродных наностенок // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2017. № 3. С. 16-26.

8. Белянин А.Ф. Выращивание плазменными методами пленок алмаза и родственных материалов (алмазоподобных, нитрида алюминия, оксида цинка) и применение многослойных структур на основе этих пленок в микро- и акустоэлектронике: дис. … д-ра техн. наук. Москва, 2002.

9. Белянин А.Ф., Борисов В.В., Тимофеев М.А., Ламский А.Н. Ненакаливаемые катоды на основе углеродных наноструктурированных слоистых структур // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2013. № 4. С. 31-36.

10. Семенов А.П., Белянин А.Ф., Семенова И.А., Пащенко П.В., Барнаков Ю.А. Тонкие пленки углерода. II. Строение и свойства // Журн. техн. физики. 2004. Т. 74. Вып. 5. С. 101-104.

11. Белянин А.Ф., Багдасарян А.С. Слоистая структура на основе пленок поликластерного алмаза и AlN для устройств на поверхностных акустических волнах // Успехи современной радиоэлектроники. 2017. № 3. С. 30-38.

12. Спицын Б.В., Белянин А.Ф., Бульенков Н.А., Ривилис В.М. Строение и механическая обработка слоев алмаза, выращенных из газовой фазы // Техника средств связи. 1987. Серия: ТПО. Вып. 1. С. 61-70.

13. Ferrari A.C., Meyer J.C., Scardaci V., Casiraghi C., Lazzeri M., Mauri F., Piscanec S., Jiang D., Novoselov K.S., Roth S., Geim A.K. Raman spectrum of graphene and graphene layers // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. 187401.

14. Shang N.G., Staedler T., Jiang X. Radial textured carbon nano flake spherules // Appl. Physics Lett. 2006. 89. 103112. DOI:10.1063/1.2346314

15. Jackson Di Martino Thornton. Carbon Nanowalls: Processing, Structure and Electrochemical Properties. A dissertation submitted to the Graduate Faculty of North Carolina State University. 2011. Р. 55.

16. Ferrari A.C. Raman spectroscopy of graphene and graphite: Disorder, electronphonon coupling, doping and nanodiabatic effects // Solid State Commun.. 2007. V. 143. P. 47-57.

17. Pimenta M.A., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S., Cancado L.G., Jorio A., Saito R. Studying disorder in graphite-based systems by Raman spectroscopy // Phys. Chemistry Chem. Physics. 2007. V. 9. P. 1276-1291.

18. Белянин А.Ф., Борисов В.В., Сушенцов Н.И., Степанов С.А., Шашин Д.Е. Влияние термической обработки на строение и характеристики автоэмиссионных катодов на слоистых структурах нитрида титана и углеродных наностенок // Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век. 2017. Т. 9. № 1. С. 4-11.

19. Tzeng Y, Chen W. L, Wu C., Lo J-Y., Li C-Y. The synthesis of graphene nanowalls on a diamond film on a silicon substrate by direct-current plasma chemical vapor deposition // Carbon. 2013. V. 53. P. 120-129.

20. Борисов В.В., Пилевский А.А., Самородов В.А. Эмиссионные свойства углеродных наностенок при повторном росте с использованием нитратов металлов группы железа // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2016. Т. 16. № 1. С. 35-38.