Выпуски

 / 

2010

 / 

Сентябрь

  

Обзоры актуальных проблем


Холодные полевые эмиттеры на основе углеродных нанотрубок


Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», пл. акад. Курчатова 1, Москва, 123182, Российская Федерация

Представлен обзор современного состояния исследований, связанных с разработкой холодных полевых катодов на основе углеродных нанотрубок (УНТ). Применительно к углеродным нанотрубкам рассмотрены физические особенности полевой эмиссии электронов, определяющие уникальные эмиссионные свойства этих объектов. Анализируются физические эффекты и явления, оказывающие влияние на эмиссионные характеристики катодов на основе УНТ. Особое внимание уделяется таким эффектам, как усиление электрического поля в окрестности наконечника УНТ, экранирование электрического поля соседними нанотрубками, статистический разброс параметров индивидуальных УНТ, составляющих катод, тепловые эффекты, приводящие к термической деградации нанотрубок в процессе эмиссии, а также влияние адсорбатов на поверхности нанотрубок на эмиссионные свойства катодов. Рассмотрены достижения вакуумной электроники, использующей холодные полевые катоды на основе УНТ.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 73.63.Fg, 85.35.Kt, 85.45.Db (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0180.201009a.0897
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2010/9/a/
Цитата: Елецкий А В "Холодные полевые эмиттеры на основе углеродных нанотрубок" УФН 180 897–930 (2010)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Eletskii A V “Carbon nanotube-based electron field emittersPhys. Usp. 53 863–892 (2010); DOI: 10.3367/UFNe.0180.201009a.0897

Список литературы (166) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (102) Похожие статьи (20)

  1. Елецкий А В УФН 172 401 (2002); Eletskii A V Phys. Usp. 45 369 (2002)
  2. Iijima S Nature 354 56 (1991)
  3. Радушкевич Л В, Лушкинович Б М ЖФХ 26 88 (1952)
  4. Endo M, Koyama T, Hishiyama Y Jpn. J. Appl. Phys. 15 2073 (1976)
  5. Oberlin A, Endo M, Koyama T Carbon 14 133 (1976)
  6. Елецкий А В УФН 174 1191 (2004); Eletskii A V Phys. Usp. 47 1119 (2004)
  7. Елецкий А В УФН 177 233 (2007); Eletskii A V Phys. Usp. 50 225 (2007)
  8. Saito R, Dresselhaus G, Dresselhaus M S Physical Properties of Carbon Nanotubes (London: Imperial College Press, 1998)
  9. Dresselhaus M S, Dresselhaus G, Avouris P (Eds) Carbon Nanotubes. Synthesis, Structure, Properties and Applications (Berlin: Springer, 2001)
  10. Loiseau A et al. (Ed.) Understanding Carbon Nanotubes: From Basics to Applications (Berlin: Springer, 2005)
  11. Rotkin S V, Subramoney S (Eds) Applied Physics of Carbon Nanotubes: Fundamentals of Theory, Optics and Transport Devices (Berlin: Springer, 2005)
  12. Ebbesen T W (Ed.) Carbon Nanotubes: Preparation and Properties (Boca Raton, Fl.: CRC Press, 1997)
  13. Елецкий А В УФН 179 225 (2009); Eletskii A V Phys. Usp. 52 209 (2009)
  14. Gulyaev Yu V et al. IV MC'94: 7th Intern. Vacuum Microelectronics Conf. Grenoble, 1994, (Technical Digest) p. 322
  15. Gulyaev Yu V et al. J. Vacuum Sci. Techol. B 13 435 (1995)
  16. Chernozatonskii L A et al. J. Vacuum Sci. Technol. B 14 2080 (1996)
  17. Chernozatonskii L A et al. Chem. Phys. Lett. 233 63 (1995)
  18. Гуляев Ю В и др. Микроэлектроника 26 (2) 84 (1997); Gulyaev Yu V et al. Russ. Microelectronics 26 66 (1997)
  19. De Heer W A, Châtelain A, Ugarte D Science 270 1179 (1995)
  20. Rinzler A G et al. Science 269 1550 (1995)
  21. Sohn J I et al. Appl. Phys. Lett. 78 901 (2001)
  22. Wang Q H, Yan M, Chang R P H Appl. Phys. Lett. 78 1294 (2001)
  23. Mauger M, Binh V T J. Vac. Sci. Technol. B 24 97 (2006)
  24. Saito Y, Uemura S Carbon 38 169 (2000)
  25. Yue G Z et al. Appl. Phys. Lett. 81 355 (2002)
  26. Zhang J et al. Appl. Phys. Lett. 89 064106 (2006)
  27. Kawakita K et al. J. Vac. Sci. Technol. B 24 950 (2006)
  28. Teo K B K et al. Nature 437 968 (2005)
  29. Milne W I et al. J. Vac. Sci. Technol. B 24 345 (2006)
  30. Shakir M I et al. Nanotechnology 17 (6) R41 (2006)
  31. De Jonge N, Bonard J-M Proc. R. Soc. London A 362 2239 (2004)
  32. Cheng Y, Zhou O C.R. Physique 4 1021 (2003)
  33. Fowler R H, Nordheim L Proc. R. Soc. London A 119 173 (1928)
  34. Gomer R Field Emission and Field Ionization 2nd ed. (New York: AIP, 1993)
  35. Добрецов Л Н, Гомоюнова М В Эмиссионная электроника (М.: Наука, 1966); Dobretsov L N, Gomoyunova M V Emission Electronics (Jerusalem: Israel Program for Scientific Translations, 1971)
  36. Luo J et al. Phys. Rev. B 66 155407 (2002)
  37. Han S, Ihm J Phys. Rev. B 66 241402(R) (2002)
  38. Qiao L et al. Diamond Relat. Mater. 18 657 (2009)
  39. Zheng X et al. Phys. Rev. Lett. 92 106803 (2004)
  40. Yaghoobi P, Walus K, Nojeh A Phys. Rev. B 80 115422 (2009)
  41. Булашевич К А, Роткин В В Письма в ЖЭТФ 75 239 (2002); Bulashevich K A, Rotkin V V JETP Lett. 75 205 (2002)
  42. Mishchenko E G, Raikh M E Phys. Rev. B 74 155410 (2006)
  43. Li Z-B, Wang W-L Chinese Phys. Lett. 23 1616 (2006)
  44. Sedrakyan T A, Mishchenko E G, Raikh M E Phys. Rev. B 73 245325 (2006)
  45. Zhao G et al. Appl. Phys. Lett. 89 193113 (2006)
  46. Бочаров Г С, Елецкий А В ЖТФ 75 (7) 126 (2005); Bocharov G S, Eletskii A V Tech. Phys. 50 944 (2005)
  47. Kokkorakis G C, Modinos A, Xanthakis J P J. Appl. Phys. 91 4580 (2002)
  48. Eletskii A V, Bocharov G S Plasma Sources Sci. Technol. 18 034013 (2009)
  49. Бельский М Д и др. ЖТФ 80 (2) 130 (2010); Bel'skii M D et al. Tech. Phys. 55 289 (2010)
  50. Xu Z, Bai X D, Wang E G Appl. Phys. Lett. 88 133107 (2006)
  51. Xu Z et al. Appl. Phys. Lett. 87 163106 (2005)
  52. Edgcombe C J, Valdrè U J. Microscopy 203 188 (2001)
  53. Edgcombe C J, Valdrè U Philos. Mag. B 82 987 (2002)
  54. Wei G Appl. Phys. Lett. 89 143111 (2006)
  55. Dyke W P, Dolan W W Advances Electronics and Electron Physics Vol. 8 (Ed. L Marton) (New York: Academic Press, 1956) p. 90
  56. Gadzuk J W, Plummer E W Rev. Mod. Phys. 45 487 (1973)
  57. Dean K A, von Allmen P, Chalamala B R J. Vac. Sci. Technol. B 17 1959 (1999)
  58. Dean K A, Chalamala B R J. Appl. Phys. 85 3832 (1999)
  59. Dean K A, Chalamala B R Appl. Phys. Lett. 76 375 (2000)
  60. Dekker C Phys. Today 52 (5) 22 (1999)
  61. Бочаров Г С, Елецкий А В ЖТФ 77 (4) 107 (2007); Bocharov G S, Eletskii A V Tech. Phys. 52 498 (2007)
  62. Vincent P et al. Phys. Rev. B 66 075406 (2002)
  63. Sveningsson M et al. Phys. Rev. B 72 085429 (2005)
  64. Kim P et al. Phys. Rev. Lett. 87 215502 (2001)
  65. Yi W et al. Phys. Rev. B 59 R9015 (1999)
  66. Gao B et al. NT'05: 6th Intern. Conf. on the Science and Application of Nanotubes, Gothenburg, Sweden, 2005 p. 307
  67. Huang N Y et al. Phys. Rev. Lett. 93 075501 (2004)
  68. Bonard J-M et al. Ultramicroscopy 73 7 (1998)
  69. Bonard J-M et al. Phys. Rev. B 67 115406 (2003)
  70. Tang H et al. J. Phys. D 39 5280 (2006)
  71. Paulini J, Klein T, Simon G J. Phys. D 26 1310 (1993)
  72. Wei W et al. Nano Lett. 7 64 (2007)
  73. Chai G, Chow L Carbon 45 281 (2007)
  74. Chen Y, Shaw D T, Guo L Appl. Phys. Lett. 76 2469 (2000)
  75. Konishi Y et al. Jpn. J. Appl. Phys. 44 1648 (2005)
  76. Мартинсон Л К, Малов Ю И Дифференциальные уравнения математической физики (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002)
  77. Власова Е А, Зарубин В С, Кувыркин Г Н Математика в техническом университете. Вып. 13. Приближенные методы математической физики (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001)
  78. Fransen M J, van Rooy Th L, Kruit P Appl. Surf. Sci. 146 312 (1999)
  79. Liu X et al. AIP Conf. Proc. 544 288 (2000)
  80. Suzuki S et al. Appl. Phys. Lett. 76 4007 (2000)
  81. Chen P et al. Phys. Rev. Lett. 82 2548 (1999)
  82. Ago H et al. J. Phys. Chem. B 103 8116 (1999)
  83. Shiraishi M, Hinokuma K, Ata M AIP Conf. Proc. 544 359 (2000)
  84. Bonard J-M et al. Appl. Phys. Lett. 73 918 (1998)
  85. Образцов А Н, Волков А П, Павловский И Ю Письма в ЖЭТФ 68 56 (1998); Obraztsov A N, Volkov A P, Pavlovskii I Yu JETP Lett. 68 59 (1998)
  86. Образцов А Н и др. Письма в ЖЭТФ 69 381 (1999); Obraztsov A N et al. JETP Lett. 69 411 (1999)
  87. Obraztsov A N, Volkov A P, Pavlovsky I Diamond Relat. Mater. 9 1190 (2000)
  88. Obraztsov A N et al. Diamond Relat. Mater. 8 814 (1999)
  89. Obraztsov A N et al. J. Vac. Sci. Technol. B 18 1059 (2000)
  90. Obraztsov A N, Pavlovsky I Yu, Volkov A P J. Vac. Sci. Technol. B 17 674 (1999)
  91. Chen Z et al. Nanotechnology 18 265702 (2007)
  92. Nilsson L et al. Appl. Phys. Lett. 76 2071 (2000)
  93. Su W S et al. J. Appl. Phys. 106 014301 (2009)
  94. Smith R C, Silva S R P J. Appl. Phys. 106 014314 (2009)
  95. Bocharov G S, Eletskii A V, Sommerer T J 11th Intern. Conf. on the Science and Application of Nanotubes, Montréal, Canada, June 27 - July 2, 2010
  96. McClain D et al. J. Phys. Chem. C 111 7514 (2007)
  97. Seelaboyina R et al. Nanotechnology 19 065605 (2008)
  98. Bocharov G S, Eletskii A V, Korshakov A V Rev. Adv. Mater. Sci. 5 371 (2003)
  99. Bocharov G S et al. AIP Conf. Proc. 723 528 (2004)
  100. Безмельницын В Н и др. ФТТ 44 630 (2002); Bezmel'nitsyn V N et al. Phys. Solid State 44 656 (2002)
  101. Yoshimoto T et al. Jpn. J. Appl. Phys. 40 L983 (2001)
  102. Matsumoto K et al. Appl. Phys. Lett. 78 539 (2001)
  103. Han I T et al. Appl. Phys. Lett. 81 2070 (2002)
  104. Wadhawan A et al. Appl. Phys. Lett. 79 1867 (2001)
  105. Guillorn M A et al. J. Vac. Sci. Technol. B 21 957 (2003)
  106. Fujii S et al. Appl. Phys. Lett. 90 153108 (2007)
  107. Chen Z et al. Nanotechnology 18 265702 (2007)
  108. Chen Z et al. Nanotechnology 18 095604 (2007)
  109. Zhu W et al. Appl. Phys. Lett. 75 873 (1999)
  110. Liao Q et al. Carbon 45 1471 (2007)
  111. Liao Q et al. J. Phys. D 40 6626 (2007)
  112. Liao Q et al. Appl. Phys. Lett. 90 151504 (2007)
  113. Liao Q et al. J. Phys. D 40 3456 (2007)
  114. Месяц Г А, Проскуровский Д И Импульсный электрический разряд в вакууме (Новосибирск: Наука, 1984); Mesyats G A, Proskurovsy D I Pulsed Electrical Discharge in Vacuum (Berlin: Springer-Verlag, 1989)
  115. Miller R B J. Appl. Phys. 84 3880 (1998)
  116. Fursey G Field Emission in Vacuum Microelectronics (New York: Kluwer Acad./Plenum Publ., 2005)
  117. Spindt C A J. Appl. Phys. 39 3504 (1968)
  118. Chen J et al. Ultramicroscopy 95 153 (2003)
  119. Wang Q H et al. Appl. Phys. Lett. 72 2912 (1998)
  120. Choi W B et al. Jpn. J. Appl. Phys. 39 2560 (2000)
  121. Choi W B et al. Appl. Phys. Lett. 78 1547 (2001)
  122. Choi W B et al. Appl. Phys. Lett. 75 3129 (1999)
  123. Chung D-S et al. Appl. Phys. Lett. 80 4045 (2002)
  124. Choi Y S et al. Appl. Phys. Lett. 82 3565 (2003)
  125. Jung J E et al. Physica B 323 71 (2002)
  126. Yu S G et al. Appl. Phys. Lett. 80 4036 (2002)
  127. Chung D-S et al. Appl. Phys. Lett. 80 4045 (2002)
  128. Yu S G et al. Jpn. J. Appl. Phys. 40 6088 (2001)
  129. Saito Y, Uemura S, Hamaguchi K Jpn. J. Appl. Phys. 37 L346 (1998)
  130. Saito Y, Uemura S Carbon 38 169 (2000)
  131. Obraztsov A N, Kleshch V I J. Nanoelectron. Optoelectron. 4 207 (2009)
  132. Croci M et al. Microelectron. J. 35 329 (2004)
  133. Antony J, Qiang Y Nanotechnology 18 295703 (2007)
  134. Bonard J-M et al. Appl. Phys. Lett. 78 2775 (2001)
  135. Образцов А Н, Клещ В И "Катодолюминесцентная диодная лампа" Патент РФ по заявке №146;2008141395/09(053681) от 21.10.2008
  136. Клещ В И "Автоэлектронная эмиссия из наноструктурированных материалов" Дисс. ... канд. физ.-мат. наук (М.: Институт общей физики РАН, 2010)
  137. Matsumoto T, Mimura H Appl. Phys. Lett. 82 1637 (2003)
  138. Yue G Z et al. Appl. Phys. Lett. 81 355 (2002)
  139. Cheng Y et al. Rev. Sci. Instrum. 75 3264 (2004)
  140. Liu Z et al. Appl. Phys. Lett. 89 103111 (2006)
  141. Heo S H, Ihsan A, Cho S O Appl. Phys. Lett. 90 183109 (2007)
  142. Zhang J et al. Rev. Sci. Instrum. 76 094301 (2005)
  143. Liu Z et al. Rev. Sci. Instrum. 77 054302 (2006)
  144. Sugie H et al. Appl. Phys. Lett. 78 2578 (2001)
  145. Haga A et al. Appl. Phys. Lett. 84 2208 (2004)
  146. Booske J H, Barker R J "Vacuum microwave amplifiers" Modern Microwave and Millimeter-Wave Power Electronics (Eds R J Barker et al.) (Hoboken, NJ: IEEE Press, 2005)
  147. Minoux E et al. Nano Lett. 5 2135 (2005)
  148. Rupesinghe N L et al. J. Vac. Sci. Technol. B 21 338 (2003)
  149. Milne W I et al. J. Mater. Chem. 14 933 (2004)
  150. Teo K B K et al. Nanotechnology 14 204 (2003)
  151. Chhowalla M et al. J. Appl. Phys. 90 5308 (2001)
  152. Han J H et al. Diamond Relat. Mater. 13 987 (2004)
  153. Na Y H, Choi J J, Kim R 4th Intern. Vacuum Electronics Conf., IVEC2003: Seoul, Korea, 2003 (Piscataway, NJ: IEEE, 2003) p. 88
  154. Kim H J et al. IEEE Trans. Electron Dev. 53 2674 (2006)
  155. Manohara H M et al. J. Vac. Sci. Technol. B 23 157 (2005)
  156. Manohara H M et al. 38th Lunar and Planetary Science Conf., March 12 - 16, 2007, USA p. 1436
  157. Manohara H et al. Proc. SPIE 5343 227 (2004)
  158. Manohara H M et al. Nano Lett. 5 1469 (2005)
  159. Iijima S, Ichihashi T Nature 363 603 (1993)
  160. Ajayan P M, Iijima S Nature 361 333 (1993)
  161. Saito R et al. Appl. Phys. Lett. 60 2204 (1992)
  162. José-Yacamán M et al. Appl. Phys. Lett. 62 657 (1993)
  163. Thess A et al. Science 273 483 (1996)
  164. Ren Z F et al. Science 282 1105 (1998)
  165. Fan S et al. Science 283 512 (1999)
  166. Li J et al. Appl. Phys. Lett. 75 367 (1999)

© Успехи физических наук, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение