跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.110) 您好!臺灣時間:2025/09/28 00:57
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:楊銘勳
研究生(外文):Ming-Xun Yang
論文名稱:成長於矽基材之一維奈米結構接面效應對場發射特性影響研究
論文名稱(外文):Simulation Study of Junction Effect on Field Emission from One-dimensional Nanostructure Grown on Silicon Substrate
指導教授:藍永強
指導教授(外文):Yung-Chiang Lan
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:光電科學與工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:148
中文關鍵詞:場發射接面效應
外文關鍵詞:Field EmissionJunction Effect
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:134
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
  現今眾多新世代顯示技術的崛起,場發射顯示技術亦佔有重要的一席之地,本論文以電腦數值模擬方法探討成長於矽基材之一維奈米結構接面效應對場發射特性影響,研究中採用古典半導體物理傳輸方程式描述載子在一維奈米結構中的運動情形,並以Fowler-Nordheim模型來模擬場發射現象,首先探討成長於摻有雜質矽基材上一維奈米結構的場發射特性,由模擬結果顯示當矽基材為P型摻雜時,窄能隙一維奈米結構在高施加電壓區的場發射電流出現了飽和現象,然而寬能隙一維奈米結構,反倒是增強其場發射電流,本研究接續探討三根奈米結構在相異高度下,奈米結構彼此間交互作用對於場發射特性的影響,於模擬結果顯示,當奈米結構彼此間高度產生差異時,較低奈米結構受鄰近較高奈米結構影響,使得場發射特性產生反轉現象,此外,本研究亦討論奈米結構與矽基材界面固定電荷對場發射特性的影響,由模擬結果顯示,界面固定正電荷對於窄能隙奈米結構場發射電流幾無影響,而界面固定負電荷反倒是減弱其場發射電流,然而對於寬能隙奈米結構,界面固定正電荷反而增強了場發射電流,而界面固定負電荷同樣地減弱其場發射電流。
  Field emission display takes an important role in recent display technology. In this present study, junction effect on field emission from one-dimensional nanostructure grown on silicon substrate has been investigated by computer simulation. The classical transport equation is used to describe the carrier transportation in the material. The field emission at the emitter-vacuum interface is modeled by the Fowler-Nordheim equation. First, we discuss the field emission properties of the one-dimensional nanostructure grown on doped silicon substrate. The result of simulation reveals that for narrow-band-gap material, the p-type Si substrate will limit the field emission current in the high applied voltage region but for wide-band-gap material, the field emission current will be enhanced due to the p-type Si substrate. Continuously, we discuss the effect between nanostructures on field emission from three nanostructures with different height. From the result of simulation, we can realize that the field emission properties will reverse when the nanostructure with lower height is influenced by that with higher height. Furthermore, we analyze the effect of fixed charge among substrate-nanostructure interface on field emission. From the result of simulation, we can understand that for narrow-band-gap material, the positive fixed charge has no influence on the field emission current but the negative fixed charge will weaken the field emission current. On the contrary, for wide-band-gap material, the positive fixed charge will enhance the field emission current, but the negative fixed charge will still weaken the field emission current.
§ 中文摘要......................................................Ⅰ
§ Abstract......................................................Ⅱ
§ 誌謝..........................................................Ⅲ
§ 目錄..........................................................Ⅳ
§ 表目錄........................................................Ⅵ
§ 圖目錄........................................................Ⅶ
第一章 簡介
1-1 平面顯示器簡介.............................................2
1-2 場發射顯示器簡介...........................................5
1-3 研究目的..................................................10
第二章 文獻回顧
2-1 場發射理論研究回顧........................................12
2-2 場發射實驗研究回顧........................................13
第三章 場發射原理與模擬研究方法
3-1 場發射原理................................................18
3-2 場發射模擬方法............................................23
3-2-1 ISE TCAD模擬軟體程式..................................23
3-2-2 研究方法..............................................24
3-2-3 模擬參數設定..........................................27
3-2-3a 一維奈米結構模擬模型結構與尺寸設定.................28
3-2-3b 三根一維奈米結構模擬模型結構與尺寸設定.............29
3-2-3c 界面固定電荷一維奈米結構模擬模型結構與尺寸設定.....31
第四章 成長於矽基材之一維奈米結構其場發射特性模擬結果與討論
4-1 一維奈米結構模擬模型格網結構..............................33
4-2 一維奈米結構在不同摻雜矽基材之場發射特性模擬與分析........34
4-2-1 奈米碳管(CNTs)模擬結果與分析..........................34
4-2-2 矽奈米線(SiNWs)模擬結果與分析.........................51
4-2-3 碳氮化矽(SiCN)模擬結果與分析..........................65
4-2-4 三種材料的場發射特性比較..............................77
第五章 三根一維奈米結構其相異高度對場發射特性影響模擬結果與討論
5-1 三根一維奈米結構模擬模型格網結構..........................79
5-2 三相異高度之一維奈米結構場發射特性模擬與分析..............81
5-2-1 三根等高奈米結構模擬結果與分析........................81
5-2-2 中間較兩側為高奈米結構模擬結果與分析..................91
5-2-3 中間較兩側為低奈米結構模擬結果與分析.................101
5-2-4 增大兩奈米結構間距模擬結果與分析.....................110
第六章 陷於奈米結構與矽基材界面電荷對場發射特性的影響結果與討論
6-1 界面固定電荷一維奈米結構模擬模型格網結構.................121
6-2 界面固定電荷一維奈米結構場發射特性模擬與分析.............122
6-2-1 奈米碳管(CNTs)模型模擬結果與分析.....................122
6-2-2 碳氮化矽(SiCN)模型模擬結果與分析.....................132
第七章 結論...................................................142
參考文獻.......................................................144
[1] 財團法人工業技術研究院, http://www.itri.org.tw/index.jsp
[2] A. M. Rao, D. Jacques, R. C. Haddon, W. Zhu, C. Bower, and S. Jin, Appl.
Phys. Lett. 76, 3813 (2000).
[3] C. A. Spindt, I. Brodie, L. Humphrey, and E. R. Westerberg, J. Appl.
Phys. 47, 5248 (1976).
[4] N. Liu, Z. Ma, and X. Chu, J. Vac. Sci. Technol. B 12, 1712 (1994).
[5] A. A. Dadykin, and A. G. Naumovets, Diamond and Related Materials. 5, 771
(1996).
[6] E. S. Kohn, Appl. Phys. Lett. 41, 76 (1970).
[7] R. J. Harvery, R. A. Lee, and A. J. Miller, IEEE Trans. Electron Devices.
38, 2323 (1991).
[8] N.Liu, Z. Ma, and X.Chu, J. Vac Sci. Technol. B. 12, 1712 (1994).
[9] A. A. Dadykin, and A. G. Naumovets, Diamond and Related Materials. 5, 771
(1996).
[10] A. M. Rao, D. Jacques, R. C. Haddon, W. Zhu, C. Bower, and S. Jin, Appl.
Phys. Lett. 76, 3813 (2000).
[11] Q. H. Wang, T. D. Corrigan, J. Y. Dai, R. P. H. Chang, and A. R. Krauss,
Appl. Phys. Lett. 70, 3308 (1997).
[12] W. A. de Heer, A. Chatelain, and D. Ugarte, Science 270, 1179 (1995).
[13] Y. Satio, K. Hamaguchi, S. Uemura, K. Uchida, Y. Tasaka, F. Ikazaki,
M. Yumura, A. Kasuya, and Y. Nishina, Appl. Phys. A 67, 95 (1998).
[14] J. M. Bonard, J. P. Salvetat, T. Stockli, Walt A. de Heer, L. Forro, and
A. Chatelain, Appl. Phys. Lett. 73, 918 (1998).
[15] S. Fan, M. G. Chapline, N. R. Franklin, T. W. Tombler, A. M. Cassell, and
H.Dai, Science 283, 512 (1999).
[16] S. Uemura , J. Yotani , T. Nagasako , H. Kurachi , H. Yamada , T. Ezaki ,
T. Maesoba , T. Nakao , Y. Saito , and M. Yumura , IDMC , 75 (2003).
[17] 科學發展期刊,2004年10月 382期.
[18] R. K. Fowler and L. W. Nordheim, Proc. Roy. Soc. (London), A 119, 173
(1928).
[19] L. Nordheim, Proc. Roy. Soc. (London), A 121, 626 (1928).
[20] E. W. Müller, Ergeb. Exakt. Naturwiss 27, 290 (1953).
[21] R. H. Good and E. W. Müller, Handbuch der physik 21, 178 (1956).
[22] W. P. Dyke and W. W. Dolan, Advances in Electronics and Electron Physics,
Vol. 8, Academic Press: New York, p. 89, 1956.
[23] C. A. Spindt, C. E. Holland, I. Brodie, J. B. Mooney, and E. R.
Westerberg, IEEE Trans. Electron Devices ED-36, 225 (1989).
[24] E. L. Murphy and R. H. Good, Phys. Rev. 102, 1464 (1956).
[25] P. H. Cutler and D. Nagy, Surf. Sci. 3, 71 (1964).
[26] H. Q. Nguyen, P. H. Cutler, T. E. Feuchtwang, N. Miskovsky, and A. A.
Lucas, Surf. Sci. 160, 331 (1985).
[27] A. Mayer and J. P. Vigneron, J. Phys. Condens. Matter 10, 896 (1998).
[28] J. He, P. H. Cutler, N. M. Miskovsky, T. E. Feuchtwang, T. E. Sullivan,
and M. Chung, Surf. Sci. 241, 348 (1991).
[29] P. H. Cutler, J. He, J. Miller, N. M. Miskovsky, B. Weiss, and T. E.
Sullivan, Prog. Surf. Sci. 42, 169 (1993).
[30] R. G. Forbes, J. Vac. Sci. Technol. B 17, 526 (1999).
[31] R. G. Forbes, J. Vac. Sci. Technol. B 17, 534 (1999).
[32] S. G. Christov, Phys. Stat. Sol. 17, 11 (1966).
[33] J. W. Gadzuk and E. W. Plummer, Rev. Mod. Phys. 45, 487 (1973).
[34] R. Stratton, Phys. Rev. 135, A794 (1964).
[35] G. N. Fursey, Appl. Surf. Sci. 94, 44 (1996).
[36] R. Gomer, Field Emission and Field Ionization, American Institute of
Physics: New York, 1993. American Vacuum Society Classics.
[37] A. Modinos, Field, Thermionic, and Secondary Electron Emission
Spectroscopy, Plenum: New York, 1984.
[38] R. F. Greene and H. F. Gray, p-n junction controlled field emitter array
cathodes, US Patent 4513308 (1985).
[39] Wei Zhu, “Vacuum Microelectronics”, by John Wiley & Sons, Inc (2001).
[40] T. Hirano, S. Kanemaru, H. Tanoue, and J. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys. 34,
6907 (1995).
[41] T. Matsukawa, S. Kanemaru, K. Tokunaga, and J. Itoh, J. Vac. Sci.
Technol. B, Vol. 18, 1111 (2000).
[42] C. S. Chang, S. Chattopadhyay, L. C. Chen, K. H. Chen, C. W. Chen,Y. F.
Chen, R. Collazo and Z. Sitar, PHYSICAL REVIEW B 68, 125322 (2003)
[43] T. K. Ku, M. S. Chen, C. C. Wang, M. S. Feng, L. J. Hsieh, C. M. Huang,
and H. C. Cheng, Jpn. J. Appl. 35, 5789 (1995).
[44] A. Modinos, Plenum Press, New York (1938).
[45] C. Lombardi, S. Manzini, A. Saporito, and M. Vanzi, “A Physically Based
Mobility Model for Numerical Simulation of Nonplanar Devices”, IEEE
Transactions on CAD, Vol. 7, no. 11, pp. 1164–1171, 1988.
[46] G. Masetti, M. Severi, and S. Solmi, “Modeling of carrier mobility
against carrier concentration in Arsenic-, Phosphorus- and Boron-doped
Silicon”, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-30, pp. 764–
769, 1983.
[47] C. Canali, G. Majni, R. Minder, and G. Ottaviani, “Electron and hole
drift velocity measurements in Silicon and their empirical relation to
electric field and temperature,” IEEE Transactions on ElectronDevices,
Vol. ED-22, pp. 1045–1047, 1975.
[48] J. W. Slotboom and H. C. de Graaff, “Measurements of Bandgap Narrowing
in Si Bipolar Transistors” , Solid-State Electronics, Vol. 19, pp. 857–
862, 1976.
[49] J. W. Slotboom and H. C. de Graaff, “Bandgap Narrowing in Silicon
Bipolar Transistors”, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-24,
no. 8, pp. 1123–1125, 1977.
[50] J. W. Slotboom, “The pn-Product in Silicon”, Solid-State Electronics,
Vol. 20, pp. 279–283, 1977.
[51] D. B. M. Klaassen, J. W. Slotboom, and H. C. de Graaff, “Unified
apparent bandgap narrowing in n- andp-type Silicon,” Solid-State
Electronics, Vol. 35, no. 2, pp. 125–129, 1992.
[52] 藍永強, 博士論文, 真空三極體結構研究-從場發射真空微三極體到反射式三極體之虛陰極振盪器, 國立清華大學, 民國91年。
[53] 林自強, 碩士論文, 奈米碳管場發射元件聚焦特性之電腦模擬研究, 國立清華大學, 民國93年。
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 2. 林彬、黃義恩,「船舶會遇危機之分析」,警學叢刊,第27卷第4期,1997,P1-12。
2. 3. 張啟隱、徐宗日、趙俊傑,「船舶自動識別系統時槽再利用之最佳化研究」,國立臺灣海洋大學海運學報,第13期,2004,P47-61。
3. 4. 陳華民,「船舶自動識別系統AIS在漁業上之應用」,中國水產,第583期,2001,P38-43。
4. 5. 章詩如,「船舶自動識別系統AIS-探討篇」,中華民國海運月刊,第213期,2003,P33-39。
5. 6. 章詩如,「船舶自動識別系統AIS-應用篇」,中華民國海運月刊,第214期,2003,P35-38。
6. 11. 蕭慧麟,「漫談國際海上避碰規則-1-」,海軍學術月刊,第33卷第11期,1999,P17-28。
7. 12. 蕭慧麟,「漫談國際海上避碰規則-2-」,海軍學術月刊,第33卷第12期,1999,P17-21。
8. 13. 蕭慧麟,「漫談國際海上避碰規則-3-」,海軍學術月刊,第34卷第3期,2000,P29-34。
9. 14. 蕭慧麟,「漫談國際海上避碰規則-4-」,海軍學術月刊,第34卷第4期,2000,P34-37。
10. 15. 蕭慧麟,「漫談國際海上避碰規則-5-」,海軍學術月刊,第34卷第6期,2000,P25-28。
11. 16. 蕭慧麟,「漫談國際海上避碰規則-6-」,海軍學術月刊,第34卷第7期,2000,P37-40。
12. 17. 蕭慧麟,「漫談國際海上避碰規則-7-」,海軍學術月刊,第34卷第11期,2000,P29-32。
13. 18. 蕭慧麟,「漫談國際海上避碰規則-8-」,海軍學術月刊,第35卷第2期,2001,P16-38。