LaB6场发射阵列薄膜阴极的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种LaB6场发射阵列薄膜阴极的制备方法及应用。制备方法包括：采用LaB6和B粉作为原料，按配比混料得到混合粉末；将混合粉末装入石墨模具，采用分段式升温

【技术实现步骤摘要】
LaB6场发射阵列薄膜阴极的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及稀土硼化物场发射阴极材料
，特别是涉及一种LaB6场发射阵列薄膜阴极的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]场发射阵列阴极作为一种新型冷阴极电子源，具备无需加热，工作温度范围宽，开启速度快，发射电流密度大、功耗低等优点，受到人们越来越多的关注，作为真空微电子器件，适用于场发射显示器(FED)、场发射平面光源、高功率微波器件、新型传感器、高亮度光源等领域。
[0003]自LaB6出现以来，LaB6因高熔点、高硬度、热稳定性好、化学性质稳定、高导电率、低功函(2.68eV)以及耐离子轰击等特性不仅是热电子发射的关键阴极材料，而且也是场发射冷阴极的首选材料。目前，场发射平板显示器采用的主要技术以Spindt硅尖锥或钼尖锥阵列的FED和薄膜场发射阵列SED为代表，其中硅和钼的功函数(Si:4.14eV，Mo:4.4eV)较高、抗离子轰击能力差，影响阴极的场发射特性。因此，发展高性能的LaB6场发射阵列阴极成为亟需途径。目前，场发射阵列薄膜的制备方法包括：(1)单晶La本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LaB6场发射阵列薄膜阴极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤S1，采用LaB6和B粉作为原料，按配比混料，得到混合粉末；步骤S2，将所述混合粉末装入石墨模具中，采用分段式升温-保温-分段式降温，以及线性加压-保压的方式进行热压烧结，制备得到富硼LaB6靶材；步骤S3，利用所述富硼LaB6靶材作为溅射源，采用直流磁控溅射技术在钼尖锥或硅尖锥阵列基体的表面于Ar气氛下制备得到LaB6场发射阵列薄膜阴极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，包括：清洗并安装富硼LaB6靶材，固定钼尖锥或硅尖锥阵列基体；抽真空至≤6
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10-4
Pa，通入Ar至腔室气压0.4～0.6Pa，打开靶电源，待其起辉后调节溅射功率至20～30W，进行靶材清洁；加热钼尖锥或硅尖锥阵列基体至300～400℃，调节基体旋转速度，调节Ar流量保持腔室气压0.8～1.2Pa，调节溅射功率至55～70W，调节基体直流偏压至-100V，在钼尖锥或硅尖锥阵列基体的表面沉积LaB6薄膜，沉积时间20～40min；镀膜结束后调节钼尖锥或硅尖锥阵列基体的温度至400～500℃，对LaB6薄膜进行退火，退火后随炉冷却至室温后取出，其中，退火时间为40～60min。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述清洗并安装富硼LaB6靶材，固定钼尖锥或硅尖锥阵列基体的步骤，包括：采用丙酮和无水乙醇对富硼LaB6靶材各超声清洗15min去油；浸入5％稀硝酸1～2min，去除表面氧化物；采用热去离子水反复清洗；采用氮气吹干，并安装在磁控溅射镀膜系统的腔室内；固定钼尖锥或硅尖锥阵列基体于基体架上。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述钼尖锥或硅尖锥阵列基体中，尖锥的底半径为2～5μm，锥高为1～2μm，尖锥间隔4～6μm，尖锥阵列的密度为(1～6.25)
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106/cm2；其中，所述钼尖锥阵列基体中，钼尖端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞山，黄美松，刘华，王志坚，马小波，樊玉川，傅臻，张闻扬，
申请(专利权)人：湖南稀土金属材料研究院，
类型：发明
国别省市：