Project R-5660

Titel

Verldversterkte thermionische electron emissie van het oppervlakbehandelde n-type gedoteerde nanokristallijne diamant nanostructuren.

Abstract

Het doel van dit project is om de thermionische elektronemissie-eigenschappen van stikstof en fosfor gedoteerde nanokristallijne diamantfilms (NCD) en hun nanostructuren te onderzoeken. Thermionische emissie levert directe energieomzetting van thermische energie in elektrische energie: thermische energie levert de energie voor elektronen om aan het materiaaloppervlak te ontsnappen in vacuüm, daarbij een elektrische stroom inducerend. Daarom moeten voldoende ladingsdragers aanwezig te zijn en de werkfunctie van het materiaal moet zo laag mogelijk zijn om een gemakkelijke emissie van elektronen te bewerkstelligen. Diamant is een uitstekende kandidaat, aangezien waterstofgetermineerde diamantoppervlakken een negatieve elektronenaffiniteit vertonen zodat elektronen zonder potentiaalbarrière aan het oppervlak kunnen ontsnappen. Echter, om voldoende geleiding te garanderen moet diamant n-type worden gedoteerd, wat eventueel kan leiden tot een emissiebarrière omwille van bandbuiging. De N- en P-gedoteerde NCD films worden gegroeid met behulp van CH4 / Ar / H2 / N2 en CH4 / H2 / PH3 gasmengsels in een magnetron plasma versterkte chemische dampdepositiereactor? Deze films worden dan gebruikt om nanostructuren te fabriceren via reactief ionetsing met nanodiamantdeeltjes als etsmasker. In dit project zullen de thermiosche eigenschappen van de gedoteerde NCD films en nanostructuren bestudeerd worden, samen met hun transport en de oppervlakte-eigenschappen. Dit inzicht is onontbeerlijk om het emissieproces in detail te begrijpen.

Periode

01 oktober 2014 - 30 september 2015