Abstract
The article discusses the prospects of creating controlled field-effect cathodes based on arrays of columnar oxide niobium nanostructures for field emission displays. Geometrical models of field-emission cathodes and vacuum elements have been developed and investigated. The distribution of the electric field in the vacuum device at various distances between the cathode and the anode, the applied voltages between them, the shape and microgeometry of the cathodes were obtained. The optimal geometric parameters of nanostructured autoelectronic cathodes and matrices of these were calculated based on the simulation. The technological route has been developed for the production of autoelectronic cathode matrices based on arrays of niobium-oxide columnar nanostructures formed by electrochemical anodization of Al/Nb thin-film system. The samples of controlled arrays of autoelectronic cathodes were fabricated and the current-voltage characteristics with interelectrode gap of 2, 5 and 10 μm in various electric modes with change in the electric field strength from 3 to 85 V/μm were studied. At 2 μm gap between the anode and cathode, the emission occurs at minimum threshold voltages, but it is characterized by limited current values. The increasing in the interelectrode gap allows rising the emission currents, however, the threshold voltages increase. In the pulsed mode, the large emission currents are achieved. The threshold voltage of autoelectronic cathode matrices with interelectrode gap of 5 μm was 9.16 V, the maximum currents reached 350 μA at voltage of 22.5 V. In the pulsed mode, the emission arose at 11.06 V, the maximum current reached 1500 μA at 40 V.
Highlights
В данной работе описаны процессы создания наноструктурированных катодов для матрицы автоэлектронных катодов (МАЭК) на основе массивов столбиковых наноструктур из металлоксида ниобия, формируемых при последовательном электрохимическом анодировании двухслойной системы Al/Nb [6, 7], и представлены результаты исследований матриц автоэлектронных катодов на основе сформированных массивов металлоксидных наноструктур с заданными геометрическими параметрами
Шина управления катодами расположена непосредственно на подложке, вакуумная часть элементов размещена в полостях, формируемых с помощью специально разработанных процессов локального травления диэлектрических и проводящих слоев, обеспечивающих изоляционные функции и выполняющих роль управляющей сетки и анода
Полевые эмиссионные дисплеи – новое направление развития плоских устройств воспроизведения изображения
Summary
В статье обсуждаются перспективы создания управляемых матриц автоэлектронных катодов на основе массивов столбиковых оксидных ниобиевых наноструктур для полевых эмиссионных дисплеев. Получены распределения электрического поля в вакуумном устройстве при различных расстояниях между катодом и анодом, приложенных напряжениях между ними, форме и микрогеометрии катодов. Разработан технологический маршрут изготовления матриц автоэлектронных катодов на основе массивов ниобиевых металлоксидных столбиковых наноструктур, формируемых электрохимическим анодированием тонкопленочной системы Al/Nb. Изготовлены образцы управляемых матриц автоэлектронных катодов и исследованы их вольт-амперные характеристики при межэлектродном зазоре 2, 5 и 10 мкм в различных электрических режимах при изменении напряженности электрического поля от 3 до 85 В/мкм. При 2 мкм зазоре между анодом и катодом эмиссия возникает при минимальных пороговых напряжениях, однако характеризуется ограниченными значениями токов. Автоэлектронные катоды на основе массивов ниобиевых оксидных столбиковых наноструктур для полевых эмиссионных дисплеев.
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
