Halbleiternanostrukturen als Feldemissionskathoden für miniaturisierte Elektronenquellen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düren
Shaker Verlag
2022
|
| Schriftenreihe: | Berichte aus der Mikrosystemtechnik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | IX, 215 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm, 347 g |
| ISBN: | 9783844083767 3844083766 |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
UND
DANKSAGUNG
I
ZUSAMMENFASSUNG
111
ABSTRACT
V
INHALTSVERZEICHNIS
VII
1.
EINLEITUNG
UND
MOTIVATION
1
2.
STAND
DER
TECHNIK
UND
FORSCHUNG
ZU
FELDEMISSIONSKATHODEN
3
2.1.
UEBERSICHT
DER
ANWENDUNGSGEBIETE
.............................................................................
3
2.2.
UEBERSICHT
AN
FELDEMISSIONSKATHODEN
.......................................................................
6
2.2.1.
METALLISCHE
EMITTER
......................................................................................
6
2.2.2.
HALBLEITENDE
EMITTER
......................................................................................
7
2.2.3.
KOHLENSTOFFBASIERTE
EMITTER
..........................................................................
8
2.3.
ANFORDERUNGEN
FUER
NEUARTIGE
FELDEMISSIONSKATHODEN
............................................
9
3.
THEORETISCHE
BESCHREIBUNG
DER
FELDEMISSION
11
3.1.
ELEKTRONENEMISSION
....................................................................................................
11
3.1.1.
PHOTO
UND
GLUEHEMISSION
.............................................................................
11
3.1.2.
FELDEMISSION
AUS
METALLEN
.............................................................................
11
3.1.3.
FELDUEBERHOEHUNGS
UND
SPANNUNGSUMRECHNUNGSFAKTOR
.................................
16
3.1.4.
FELDEMISSIONSPARAMETER
................................................................................
17
3.1.5.
FEHLERBETRACHTUNG
.........................................................................................
18
3.1.6.
FELDEMISSION
AUS
HALBLEITERN
.......................................................................
19
A.
HALBLEITER
MIT
METALLISCHEM
CHARAKTER
..................................................
20
B.
HALBLEITER
MIT
NICHTMETALLISCHEM
CHARAKTER
.............................................
20
3.1.7.
KENNLINIENSUBTRAKTION
...................................................................................
23
3.2.
SIMULATIONEN
.............................................................................................................
24
3.2.1.
ELEKTROSTATISCHE
&
-MECHANISCHE
SIMULATIONEN
............................................
25
3.2.2.
PROZESSTECHNISCHE
SIMULATIONEN
....................................................................
33
4.
EXPERIMENTELLER
MESSAUFBAU
35
5.
REALISIERUNG
DER
KATHODE
UND
ANODE
39
5.1.
KATHODEN
.................................................................................................................
39
5.1.1.
SILIZIUM-BASIERT
.............................................................................................
39
A.
BASISSTRUKTUR
MIT
HOHEM
ASPEKTVERHAELTNIS
(SAEULEN)
..............................
39
B.
REFERENZSTRUKTUR
MIT
KONISCHEN
SPITZEN
(HAR)
....................................
40
C.
REFERENZSTRUKTUR
MIT
HOHER
SPITZENANZAHL
(B-SI)
.................................
41
INHALTSVERZEICHNIS
5.1.2.
NANODRAEHTE
AUS
PLATIN
...................................................................................
42
5.1.3.
NANOSTRUKTUREN
AUS
UEBERGANGSMETALL-DICHALKOGENIDEN
(MOLYBDAEN-,
WOLFRAM
UND
MOLYBDAEN-WOLFRAM-SULFID)
..............................
43
A.
NANOROEHREN
AUS
M0S2,
WS2
UND
M0WS2
.............................................
44
B.
NANOFLOCKEN
AUS
WS2
................................................................................
45
5.1.4.
GALLIUMNITRID-BASIERT
......................................................................................
46
A.
NASSCHEMISCHE
STRUKTURIERUNG
.................................................................
47
B.
TROCKENCHEMISCHE
STRUKTURIERUNG
...........................................................
48
C.
EPITAKTISCH
GEWACHSENE
MIKROSTRUKTUREN
...................................................
49
5.1.5.
GRAPHIT-BASIERT
...............................................................................................
51
5.2.
EXTRAKTIONSGITTER
.......................................................................................................
52
5.2.1.
GROBMASCHIGES
GITTER
...................................................................................
53
5.2.2.
FEINMASCHIGES
GITTER
......................................................................................
54
5.2.3.
MAKROSKOPISCHE
GITTER
...................................................................................
55
6.
CHARAKTERISTIK
DER
KATHODEN
57
6.1.
SI-REFERENZSTRUKTUR
MIT
KONISCHEN
SPITZEN
(HAR)
..................................................
57
6.2.
METALLISCHE
NANODRAEHTE
UND
HALBLEITENDE
NANOROEHREN
..........................................
60
6.3.
GALLIUMNITRID-BASIERT
.....................................................................................
69
6.3.1.
NASSCHEMISCHE
STRUKTURIERTE
GAN-OBERFLAECHEN
............................................
69
6.3.2.
EPITAKTISCH
GEWACHSENE
MIKROSTRUKTUREN
.....................................................
77
6.4.
SI-STRUKTUREN
MIT
HOHER
SPITZENANZAHL
(B-SI)
........................................................
86
6.5.
FLOCKEN
AUS
WOLFRAMSULFID
.........................................................................................
91
6.6.
GRAPHIT-BASIERT
...........................................................................................................
98
6.7.
GEGENUEBERSTELLUNG
DER
KATHODEN
UND
DISKUSSION
.....................................................
103
7.
REALISIERUNG
MINIATURISIERTER
ELEKTRONENQUELLEN
107
7.1.
TEILINTEGRIERTE
ELEKTRONENQUELLEN
...............................................................................
108
7.2.
VOLLINTEGRIERTE
ELEKTRONENQUELLEN
...............................................................................
109
8.
CHARAKTERISTIK
DER
ELEKTRONENQUELLEN
111
8.1.
TEILINTEGRIERTE
AUFBAU
.................................................................................................
111
8.1.1.
ANSTEUERUNG
EINZELNER
EMITTER
......................................................................
111
8.1.2.
ANSTEUERUNG
DER
GESAMTEN
ANORDNUNG
...........................................................
114
8.1.3.
UNTERSUCHUNGEN
ZUM
AKTIVIERUNGS
BZW.
KONDITIONIERUNGSPROZESS
............
119
8.1.4.
DISKUSSION
ZU
TEILINTEGRIERTEN
QUELLEN
...........................................................
121
8.2.
VOLLINTEGRIERTER
AUFBAU
.................................................................................................
122
8.2.1.
REGELUNG
DER
EINZELNEN
EMITTER
......................................................................
122
8.2.2.
REGELUNG
DES
GESAMTSTROMS
............................................................................
128
8.2.3.
STROMAUFTEILUNG
UND
-FLUKTUATIONEN
MIT
REGELUNG
.........................................
132
8.2.4.
DISKUSSION
ZU
VOLLINTEGRIERTEN
QUELLEN
...........................................................
138
9.
AUSBLICK 141
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
ANHANG
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 145
SYMBOLVERZEICHNIS
147
TABELLEN
DER
FE-KENNGROESSEN
AUS
KAP.
8.2
149
TUNNELEFFEKT
153
MIKROTECHNOLOGISCHE
HERSTELLUNGSVERFAHREN
157
PROZESSLAUFZETTEL
167
LITERATURVERZEICHNIS
181
PUBLIKATIONSLISTE
209
LEBENSLAUF
215
IX
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
UND
DANKSAGUNG
I
ZUSAMMENFASSUNG
111
ABSTRACT
V
INHALTSVERZEICHNIS
VII
1.
EINLEITUNG
UND
MOTIVATION
1
2.
STAND
DER
TECHNIK
UND
FORSCHUNG
ZU
FELDEMISSIONSKATHODEN
3
2.1.
UEBERSICHT
DER
ANWENDUNGSGEBIETE
.
3
2.2.
UEBERSICHT
AN
FELDEMISSIONSKATHODEN
.
6
2.2.1.
METALLISCHE
EMITTER
.
6
2.2.2.
HALBLEITENDE
EMITTER
.
7
2.2.3.
KOHLENSTOFFBASIERTE
EMITTER
.
8
2.3.
ANFORDERUNGEN
FUER
NEUARTIGE
FELDEMISSIONSKATHODEN
.
9
3.
THEORETISCHE
BESCHREIBUNG
DER
FELDEMISSION
11
3.1.
ELEKTRONENEMISSION
.
11
3.1.1.
PHOTO
UND
GLUEHEMISSION
.
11
3.1.2.
FELDEMISSION
AUS
METALLEN
.
11
3.1.3.
FELDUEBERHOEHUNGS
UND
SPANNUNGSUMRECHNUNGSFAKTOR
.
16
3.1.4.
FELDEMISSIONSPARAMETER
.
17
3.1.5.
FEHLERBETRACHTUNG
.
18
3.1.6.
FELDEMISSION
AUS
HALBLEITERN
.
19
A.
HALBLEITER
MIT
METALLISCHEM
CHARAKTER
.
20
B.
HALBLEITER
MIT
NICHTMETALLISCHEM
CHARAKTER
.
20
3.1.7.
KENNLINIENSUBTRAKTION
.
23
3.2.
SIMULATIONEN
.
24
3.2.1.
ELEKTROSTATISCHE
&
-MECHANISCHE
SIMULATIONEN
.
25
3.2.2.
PROZESSTECHNISCHE
SIMULATIONEN
.
33
4.
EXPERIMENTELLER
MESSAUFBAU
35
5.
REALISIERUNG
DER
KATHODE
UND
ANODE
39
5.1.
KATHODEN
.
39
5.1.1.
SILIZIUM-BASIERT
.
39
A.
BASISSTRUKTUR
MIT
HOHEM
ASPEKTVERHAELTNIS
(SAEULEN)
.
39
B.
REFERENZSTRUKTUR
MIT
KONISCHEN
SPITZEN
(HAR)
.
40
C.
REFERENZSTRUKTUR
MIT
HOHER
SPITZENANZAHL
(B-SI)
.
41
INHALTSVERZEICHNIS
5.1.2.
NANODRAEHTE
AUS
PLATIN
.
42
5.1.3.
NANOSTRUKTUREN
AUS
UEBERGANGSMETALL-DICHALKOGENIDEN
(MOLYBDAEN-,
WOLFRAM
UND
MOLYBDAEN-WOLFRAM-SULFID)
.
43
A.
NANOROEHREN
AUS
M0S2,
WS2
UND
M0WS2
.
44
B.
NANOFLOCKEN
AUS
WS2
.
45
5.1.4.
GALLIUMNITRID-BASIERT
.
46
A.
NASSCHEMISCHE
STRUKTURIERUNG
.
47
B.
TROCKENCHEMISCHE
STRUKTURIERUNG
.
48
C.
EPITAKTISCH
GEWACHSENE
MIKROSTRUKTUREN
.
49
5.1.5.
GRAPHIT-BASIERT
.
51
5.2.
EXTRAKTIONSGITTER
.
52
5.2.1.
GROBMASCHIGES
GITTER
.
53
5.2.2.
FEINMASCHIGES
GITTER
.
54
5.2.3.
MAKROSKOPISCHE
GITTER
.
55
6.
CHARAKTERISTIK
DER
KATHODEN
57
6.1.
SI-REFERENZSTRUKTUR
MIT
KONISCHEN
SPITZEN
(HAR)
.
57
6.2.
METALLISCHE
NANODRAEHTE
UND
HALBLEITENDE
NANOROEHREN
.
60
6.3.
GALLIUMNITRID-BASIERT
.
69
6.3.1.
NASSCHEMISCHE
STRUKTURIERTE
GAN-OBERFLAECHEN
.
69
6.3.2.
EPITAKTISCH
GEWACHSENE
MIKROSTRUKTUREN
.
77
6.4.
SI-STRUKTUREN
MIT
HOHER
SPITZENANZAHL
(B-SI)
.
86
6.5.
FLOCKEN
AUS
WOLFRAMSULFID
.
91
6.6.
GRAPHIT-BASIERT
.
98
6.7.
GEGENUEBERSTELLUNG
DER
KATHODEN
UND
DISKUSSION
.
103
7.
REALISIERUNG
MINIATURISIERTER
ELEKTRONENQUELLEN
107
7.1.
TEILINTEGRIERTE
ELEKTRONENQUELLEN
.
108
7.2.
VOLLINTEGRIERTE
ELEKTRONENQUELLEN
.
109
8.
CHARAKTERISTIK
DER
ELEKTRONENQUELLEN
111
8.1.
TEILINTEGRIERTE
AUFBAU
.
111
8.1.1.
ANSTEUERUNG
EINZELNER
EMITTER
.
111
8.1.2.
ANSTEUERUNG
DER
GESAMTEN
ANORDNUNG
.
114
8.1.3.
UNTERSUCHUNGEN
ZUM
AKTIVIERUNGS
BZW.
KONDITIONIERUNGSPROZESS
.
119
8.1.4.
DISKUSSION
ZU
TEILINTEGRIERTEN
QUELLEN
.
121
8.2.
VOLLINTEGRIERTER
AUFBAU
.
122
8.2.1.
REGELUNG
DER
EINZELNEN
EMITTER
.
122
8.2.2.
REGELUNG
DES
GESAMTSTROMS
.
128
8.2.3.
STROMAUFTEILUNG
UND
-FLUKTUATIONEN
MIT
REGELUNG
.
132
8.2.4.
DISKUSSION
ZU
VOLLINTEGRIERTEN
QUELLEN
.
138
9.
AUSBLICK 141
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
ANHANG
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 145
SYMBOLVERZEICHNIS
147
TABELLEN
DER
FE-KENNGROESSEN
AUS
KAP.
8.2
149
TUNNELEFFEKT
153
MIKROTECHNOLOGISCHE
HERSTELLUNGSVERFAHREN
157
PROZESSLAUFZETTEL
167
LITERATURVERZEICHNIS
181
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