RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

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 (900 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0180.201009a.0897
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/
000286041500001
2-s2.0-78751526999
2010PhyU...53..863E
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 emitters” Phys. Usp. 53 863–892 (2010); DOI: 10.3367/UFNe.0180.201009a.0897

Список литературы (166) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (119) 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, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение