• 한국진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.566-575
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• 2008

촉매 화학기상증착법을 이용하여 합성된 이중층 탄소나노튜브를 가지고 전계전자 방출원을 제작하여 이들의 신뢰성 있는 전계전자 방출특성을 조사하였다. 합성된 탄소 필라멘트들은 TEM, TGA, 그리고 Raman 분석을 통하여 결함이 없고 순도가 높은 이중층 탄소나노튜브가 합성이 되었음을 확인하였다. 이들 이중층 탄소나노튜브 전계전자 방출원은 이전극 구조에서 낮은 턴-온 전계와 높은 전류밀도의 전계전자 방출 특성을 보여주었고, 균질한 전계방출 패턴과 좋은 전계방출 안정성을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.32.2-32.2
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• 2009

높은 효율성을 가지는 전계방출 디스플레이(field emission displays)를 개발하기 위해 탄소나노튜브 음극소자 (CNT cathodes)의 표면처리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 열처리가 끝난 탄소나노튜브 음극소자(CNT cathodes)의 표면에는 유기성 바인더들이 타면서 잔여물들이 생성되게 되는데 이러한 잔여물들은 전계방출을 하는데 있어서 방해요소가 된다. 전계방출이 용이하게 하기 위해서는 이러한 잔여물들을 효과적으로 제거해 주어야한다. 표면처리의 방법으로는 여러 가지가 존재하는데 그중에서 테이핑 방법을 이용한 표면처리는 열처리 후에 남은 잔여물들을 제거하면서 CNTs를 돌출시키는 효율적인 방법이다. 하지만 이러한 테이핑 방법으로도 완벽하게 잔여물을 제거하기란 쉽지 않다. 본 연구는 첫 번째 열처리가 끝난 시편을 테이핑 방법을 이용하여 표면 처리를 실시하고 그것으로 끝나는 것이 아니라 표면처리가 끝난 시편에 두 번째 열처리를 실시하여 탄소나노튜브 음극소자(CNT cathodes)에 남아있는 잔여물들을 좀 더 효과적으로 제거해 주는데 그 목적이 있다. 재열처리시 온도는 $330^{\circ}C$ ~ $420^{\circ}C$까지 $30^{\circ}C$의 차이를 주어 4단계에 걸쳐 실험을 실시하였고 재열저리를 하기전과 재열처리를 실행한 후의 전류밀도의 차이를 관찰하여 효과적으로 잔여물들이 제거되었는지에 대해서 알아보았다. 재열처리를 실행하였을 때 재열처리를 하기 전에 비하여 전류밀도에서 우월하였으며 $360^{\circ}C$ 부근에서 가장 많은 차이를 보였다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2004년도 춘계학술대회 발표 논문집
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• pp.244-248
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• 2004

$C_{2}H_{2}/NH_{3}/H_{2}$ 의 혼합기체를 Ni 및 Co 촉매 금속에 열분해하여 탄소 나노튜브를 성장하여 구조적 특성을 SEM, TEM 및 Ramann으로 분석을 하였는 바, 성장된 탄소 나노튜브의 직경은 40~100nm 이었으며 모양은 구불구불하며 무질서하게 배열되었다. 탄소 나노튜브로부터의 전계 방출 특성은 통상적인 전계 방출기구에 기인됨을 알 수 있었다. 또한 인가 전압의 증가에 따라 탄소 나노튜브로 부터의 방출된 전류밀도와 휘도는 증가하였으며, $2.5 V/\mu\textrm{m}$의 전계에서는 $3.6 mA/\textrm{cm}^2$의 전류밀도 값을 갖고 있었으며, $0.8\textrm{cm}^2$의 면적에 성장된 탄소 나노튜브로부터 $56 cd/\textrm{m}^2$의 발광 강도를 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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• pp.538-541
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• 2002

탄소나노튜브 (CNT)가 도포된 평면형 에미터와 원형 개구의 게이트 전극을 가지는 삼전극 전계방출 소자의 전계방출 특성을 시뮬레이션하였다. 체계적인 시뮬레이션을 위해 소자 내 전위의 공간적 분포 특정을 결정하는 전계형상인자 $\gamma$를 정의하고 이 값에 따른 전위분포의 특성과 방출 전자의 궤적을 계산하였다. 계산 결과$\gamma$ > 1 인 전압조건에서는 에미터의 가운데를 중심으로 강한 전자방출이 발생하고 전자빔이 구조의 축 방향으로 자체 집속됨을 알 수 있었다. 이렇게 되면 에미터와 게이트의 정렬이 전혀 필요하지 않게 되며 또한 별도의 전자집속회로 없이도 에미터와 양극에 있는 형광체가 1:1 로 대응하는 획기적인 디스플레이 구조를 가능하게 해 준다 적정 전압조건에서 CNT의 전계강화인자 $\beta$의 변화에 따른 총 전류를 계산한 결과，$\beta$ >3000인 CNT를 사용할 경우 실제 소자로서 구현이 가능함을 확인하였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제11권2호
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• pp.56-63
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• 1997

진공에서의 파괴는 파괴전구현상으로부터 개시되고, 파괴전구현장중에서 가장 중요한 과정은 Metallic Field Electron Emission과 Micro Discharge이다. 진공내에서 평등전계 갭의 전기적 파괴특성 중 전극에 흐르는 방전전구전류는 전계에 의존하고 Fowler Nordheim 식으로 나타낼 수 있다. 이 논문은 압력 760, 1.2$\times$10-3, 1.2$\times$10-5[torr]과 스테인레스 전극을 미소갭 20, 50, 75, 100[$\mu\textrm{m}$]으로 구성하여 방전전구전류에 대해서 실험적으로 연구했다. 전극갭과 압력변화에 따라 얻어진 I-V 특성곡선을 Fowler Nordheim의 전계방출 이론에 입각해서 분석한 결과, 진공중 미소갭의 전기적 파괴기구는 Metallic Field Electron Emission (M-FEE)에만 의존되었다.

• 한국진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.122-129
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• 2000

Mo이 코팅된 유리기판 상에 전기영동법으로 도포된 유리화 비정형 탄소분말의 전계방출 특성을 조사하였다. 탄소의 $sp^2$결합만으로 이루어진 유리화 비정형 탄소는 전계방출을 얻기 위한 초기화 공정 없이도 규칙적인 전계방출 거동을 보이고 있었다. 전자의 방출이 시작되는 임계전장의 크기는 3에서 4 MV/m 구간의 값을 가지고 있었으며, Fowler-Nordheim plot로부터 평가된 effective work function은 약 0.06 eV였다. 전류전압거동의 반복측정에 의해 관찰된 바와 같이 전계방출의 안정성 면에서 유리화 비정형 탄소는 Si tip보다 우수하였으며, 도포된 전체면적에서 전면발광의 가능성을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 탄소계 물질에서 관찰되는 전계방출이 탄소의 $sp^3$결합과 밀접하게 관련되어 있지 않으며, 전자가음극물질의 표면으로 이동하는데 필요한 전기전도성, 혹은 기판과 음극물질 계면에서의 전자이동 등이 전계방출의 거동을 결정하는 중요한 요인임을 보여주고 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.157-157
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• 2004

최근 탄소나노튜브는 역학적으로 견고하고 화학적 안정성이 뛰어나며 열전도도가 높고 속이 비어 있다는 특성 때문에 다양한 분야에 응용될 수 있을 뿐만 아니라 기능 또한 뛰어나다. 특히 구조적으로 매우 큰 aspect ratio를 가지고 있기 때문에 탄소나노튜브는 국소적으로 상당한 전계 증가를 보이고 비교적 낮은 전압에서도 다량의 전계방출 전류를 생성하는 특징을 가지고 있다 그래서, 탄소나노튜브를 전계 방출원으로 사용하기 위해서는 균일하게 수직 배열된 탄소나노튜브를 성장시키는 기술을 요구한다.(중략)

• 한국진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.79-84
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• 2009

삼극형(triode type) 전자 방출원을 프린팅된 CNT(Carbon Nanotube) 에미터를 이용하여 제작하였다. 후면노광(Back Exposure)방법으로 CNT 에미터의 높이를 균일하게 하고, 나노 Ag를 첨가하여 CNT와 전극 사이의 접착력 및 전기전도성을 높임으로써 고전압, 고전류 구동 시 신뢰성을 확보하였다. 게이트 높이가 에미터 길이에 비해 비교적 높은 매크로 게이트 구조를 사용하여 누설 전류가 적고 안정적인 구동이 가능하였다. 제작된 삼극형 전자 방출원은 DC 전압이 인가된 상태에서 일정시간동안 전계방출 전류를 측정하여 신뢰성을 평가하였다. 가열 배기 에이징(Aging) 과정을 거친 경우 약 12 시간동안 안정적인 전계방출 특성을 보였다. 이 때 게이트 누설전류는 약 10 % 미만이었다.

• 한국진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.103-108
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• 1997

본 연구에서는 2단계 실리콘 건식식각 공정과 게이트 절연막으로 열산화막과 tetraethylorthosilicate(TEOS) 산화막의 이중막을 사용하고, 스핀-온-그래스 (Spin-on-glass:SOG) 에치백(etch-back) 공정에 의하여 게이트를 제작하는 새로운 방법을 통하여 실리콘 전계방출소자를 제작하고 그 특성을 분석하였다. 게이트 절연막의 누설전류 를 감소시키면서 팁과 게이트의 간격을 줄이는 구조인 이중 게이트 절연막을 형성하기 위하 여 팁 첨예화 산화 공정후 낮은 점도의 감광막(photo resist)을 시료에 도포한 후, $O_2$ 플라 즈마 에싱(ashing)하는 공정을 채택하였다. 이러한 공정으로 제작된 에미터 팁의 높이와 팁 반경은 각각 1.1$\mu\textrm{m}$와 100$\AA$정도이었으며, 256개 팁 어레이에서 전계방출의 문턱전압은 40V 이하이었다. 60V의 게이트전압에서 23$\mu\textrm{A}$(즉, 90nA/팁)의 높은 아노드 전류를 얻을 수 있었 다. 이때, 게이트 전류는 아노드전류의 약0.1%이하였다. 개발된 공정기술로 게이트 개구도 크게 감소시켰을 뿐 아니라, 게이트 누설전류를 현저히 감소시켰다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1406_1407
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• 2009

Fowler-Nordheim의 전자 방출과 열전자 방출 메카니즘을 이용하여 절연유체 내 전계에 의한 도체의 음극에서 전자 방출현상과 열에 의한 열전자 방출현상을 고려하고 유한요소법(Finite Element Method)을 이용하여 해석하였다. 절연유체 내 공간전하에 대한 해석기법으로 푸아송 방정식, 양이온, 음이온, 전자에 대한 전하연속 방정식, 온도에 대한 열 확산 방정식으로 이루어진 5개의 지배방정식에 Fowler-Nordheim의 전계 방출과 Richardson-Dushman의 열전자 방출을 경계조건으로 부여하였다. 단자 전류는 유한요소법과 잘 부합하는 에너지법으로 계산되었다. 쌍 곡선형 PDE의 공간전하 전파에 대한 지배 방정식은 일반적으로 수치적인 불안정성을 가지므로 인공 확산 항을 고려하여 이를 해결하였다. 제안된 해석법은 세 개의 캐리어를 가진 x-y 좌표축의 2차원 평판 모델에 적용하여 그 유효성을 확인하였다.