Study on enhanced electron emission current of carbon nanotube by thermal and HF treatments

We studied the effect of thermal annealing and hydrofluoric (HF) acid treatment on the field emission properties of carbon nanotube field emitter arrays (CNT-FEAs) grown with the resist-assisted patterning (RAP) process. After thermal and HF treatment, it was observed that the electron emission properties were remarkably improved. The enhanced electron emission was also found to depend strongly on the sequence of the treatments; the electronemission current density is 656 $mA/cm^2$ with the process of thermal treatment prior to HF treatment while the current density is reduced by 426 $mA/cm^2$ with the reversal processes. This is due to the increased crystalline structure by thermal annealing and then strong fluorine bond was formed by HF treatment.

열 및 불산 처리를 통한 탄소나노튜브의 전자 방출 특성의 향상 연구

본 연구에서는 열 및 불산을 이용한 후처리 공정이 레지스트층을 이용하여 제작된 탄소나노튜브의 전자 방출 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 전자 방출 전류는 초기에 $8V/{\mu}m$의 전계에서 $4.2{\mu}A/cm^2$의 전류에서 열 및 불산 처리 시 각각 $7.5mA/cm^2$ 및 $79mA/cm^2$로 향상되었다. 하지만 열 및 불산 처리를 동시에 실시한 경우 전류 밀도는 $426mA/cm^2$ 및 $656mA/cm^2$로 향상된 전자 방출 특성을 얻을 수 있었다. 전자 방출 특성은 처리 순서에 따라 증가하는 양이 다르게 나타났으며, 가장 우수한 전자 방출 특성은 열 처리를 먼저 시행 후, 불산 처리를 하는 공정에서 나타났다. 이는 열 처리에 의한 탄소나노튜브의 결정성의 증가와 이후 불산 처리에 의한 불소 결합의 증가에 기인함을 알 수 있었다. 강한 불소 결합은 탄소나노튜브 에미터의 전자 방출 특성의 향상에 크게 기여를 하였다.