Автоэлектронная эмиссия из наноструктурированных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Клещ, Виктор Иванович

• Клещ, Виктор Иванович
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Клещ, Виктор Иванович

Введение.

Глава 1. Автоэлектронная эмиссия из наноматериалов (Литературный обзор).

§ 1. Общие сведения об автоэлектронной эмиссии из металлов и полупроводников.

§2. Свойства наноразмерных автоэлектронных эмиттеров.

§3. Автоэлектронная эмиссия из многоэмиттерных катодов.

3.1. Общие свойства и методика исследования многоэмиттерных автокатодов.

3.2. Автоэмиссионные свойства катодов на основе различных наноматериалов.

3.3. Стабильность автоэлектронной эмиссии и приложение многоэмиттерных катодов.

§4. Электромеханические явления при автоэмиссии из наноматериалов.

Глава 2. Методика проведения эксперимента.

§1. Синтез и структурный анализ наноматериалов.

§2. Приготовление образцов.

§3. Методика измерения автоэмиссионных свойств образцов.

3.1. Методика измерений макроскопически усредненных характеристик катодов.

3.2. Измерения в режимах постоянного и импульсного напряжения.

3.3. Методика измерений со сканирующим анодом.

§4. Методы компьютерного моделирования.

Глава 3. Экспериментальное исследование автоэмиссии из наноматериалов.

§1. Сравнительное исследование автокатодов на основе различных наноматериалов.

1.1. Автоэлектронная эмиссия из наноуглеродных материалов.

1.2. Автоэлектронная эмиссия из нановолокон оксидов металлов.

1.3. Сравнительный анализ и моделирование многоэмиттерных автокатодов.

§2. Автоэлектронная эмиссия из одностенных нанотрубок, синтезированных из смеси углерода и нитрида бора.

§3. Зависимость автоэмиссионных характеристик нанографитных катодов от уровня давления остаточных газов.

§4. Разработка катодолюминесцентных ламп на основе наноуглеродных автокатодов.

Глава 4. Электромеханические явления в системах с упругими автокатодами.

§1. Электромеханические колебания автокатодов в постоянном поле.

§2. Моделирование электромеханических автоколебаний в системах с автокатодами.

§3. Перспективы использования электромеханических систем с автокатодами.

Основные результаты.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоэлектронная эмиссия из наноструктурированных материалов»

Получение, исследование и применение наноматериалов является одним из актуальных направлений современной науки и техники. В последнее время значительный интерес привлекают исследования автоэлектронной эмиссии (АЭ) из новых типов наноматериалов, представляющих собой острийные (или лезвийные) структуры с нанометровыми характерными размерами. Наиболее ярким примером таких структур являются углеродные нанотрубки. Отличительной особенностью наноэмиттеров, привлекающей к ним особое внимание, является относительно низкое значение напряжения, требуемое для возникновения заметных эмиссионных токов.

С практической точки зрения особо актуальными являются многоэмиттерные автокатоды, представляющие собой массивы острийных наноструктур, нанесенные на различные подложки. Оптимизация параметров таких автокатодов требует понимания фундаментальных научных закономерностей их работы. При этом характеристики многоэмиттерных катодов определяются как параметрами отдельных эмитирующих центров, так и результатом их взаимного влияния в процессе эмиссии. Наряду с микроскопическими параметрами, характеризующими отдельные эмиссионные центры, для описания многоэмиттерных автокатодов также важны и макроскопические характеристики, представляющие собой усредненные значения напряженности электрического поля, плотности тока, плотности эмиссионных центров и т.д. Возможность получения значительных токов и однородной эмиссии с больших поверхностей, делает многоэмиттерные автокатоды привлекательными для создания различных устройств вакуумной электроники.

Наряду с углеродными нанотрубками активно исследуются автокатоды на основе других наноразмерных углеродных структур (наностенки или наночешуйки графита, наноалмаз), а также нановолокон оксидов некоторых металлов. Многочисленные экспериментальные исследования свидетельствуют о чрезвычайно высокой эффективности указанных автокатодов. В то же время отмечается принципиальное отличие автоэмиссии из наноуглерода и из других материалов, несмотря на подобие их геометрических характеристик, работы выхода и других параметров, которыми должны определяться эмиссионные характеристики в рамках модели Фаулера-Нордгейма.

Для практического применения автокатодов одними из наиболее важных характеристик являются стабильность автоэмиссионного тока и максимально достижимая плотность тока. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что максимальные плотности тока, получаемые из многоэмиттерных катодов, существенно ниже локальных значений этого параметра, получаемых для отдельных острийных эмиттеров. Причина значительного снижения тока, а также механизмы его деградации являются предметом интенсивных исследований и во многом остаются невыясненными. Несмотря на обилие экспериментальных данных, вопрос о стабильности автоэмиссионного тока и его зависимости от экспериментальных условий также остается открытым. Поэтому определение потенциальных возможностей многоэмиттерных автокатодов и поиск путей увеличения значений максимального тока и его стабильности является одной из актуальных научных и практических задач.

Дополнительным обстоятельством, определяющим интерес к многоэмиттерным автокатодам, являются уникальные механические свойства (прочность, упругость) образующих их наноструктур. Эти свойства оказывают существенное влияние на их автоэмиссионные характеристики вследствие электромеханических эффектов, возникающих при приложении напряжения. В частности, в экспериментальных исследованиях отмечается возбуждение механических колебаний гибких наноструктур при автоэмиссии под действием приложенного постоянного или переменного электрического поля. Причины возникновения таких колебаний не были установлены.

Исследование этих явлений особенно актуально в связи с перспективой их применения в наноэлектромеханических устройствах нового типа.

Цель работы

Целью работы являлось определение закономерностей автоэлектронной эмиссии и электромеханических явлений, наблюдаемых для автокатодов на основе наноуглерода и нановолокон оксидов металлов, выявление взаимосвязи автоэмиссионных свойств со структурными, электронными и механическими характеристиками автокатодов, и определение возможностей их практического применения в электровакуумных устройствах.

В работе решались следующие задачи:

- Создание экспериментального оборудования для измерения автоэмиссионных свойств наноматериалов.

- Проведение сравнительного экспериментального исследования и компьютерного моделирования эмиссии электронов из автокатодов на основе различных наноматериалов.

- Проведение сравнительного анализа низкополевой эмиссии электронов из автокатодов на основе гетерофазных нанотрубок, синтезированных из смеси углерода и нитрида бора.

- Экспериментальное исследование зависимости параметров нанографитных автокатодов от уровня давления остаточных газов.

- Разработка прототипов вакуумных электронных приборов.

- Проведение экспериментального исследования и компьютерного моделирования электромеханических явлений при автоэлектронной эмиссий из упругих эмиттеров на основе наноматериалов.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Клещ, Виктор Иванович

Основные результаты

1. Исследована низкополевая эмиссия электронов из автокатодов на основе наноуглерода (нанотрубки и нанографит) и нановолокон оксидов металлов (Fe203, CuO, V2O5 и ZnO). Показано, что наноуглеродные автокатоды обеспечивают заметно более низкие пороговые поля эмиссии и более высокие значения максимальной плотности тока, чем автокатоды из оксидов металлов. На основании компьютерного моделирования проведены оценки геометрического коэффициента усиления поля для указанных материалов, которые свидетельствуют о наличии отличного от предсказываемого теорией Фаулера-Нордгейма низковольтного механизма эмиссии для нанографитных катодов. Определены максимальные плотности тока, возможные для различных автокатодов на основе наноматериалов, и показано, что экспериментально полученные плотности тока для нанографитных катодов (1 А/см2) близки к предельным значениям.

2. Выявлены особенности низкополевой эмиссии электронов из автокатодов, на основе гетерофазных нанотрубок, синтезированных из смеси углерода и нитрида бора. Обнаружена корреляция параметров автоэмиссии с процентным содержанием BN-компоненты в смеси. Показано, что экспериментально наблюдаемые изменения эмиссионных характеристик могут быть объяснены увеличением эффективной работы выхода электронов вследствие встраивания нитрида бора в стенки углеродных нанотрубок.

3. Определена зависимость параметров нанографитных автокатодов от уровня давления остаточных газов. Показано, что автоэмиссионные свойства нанографитных катодов остаются стабильными в течение длительного времени при уровне давления остаточных газов ниже 10"5 Topp. При увеличении давления до 10*4-10"3 Topp наблюдается снижение эмиссионной способности, которая частично восстанавливается при улучшении вакуума до 10"5 Topp. Показано, что при давлении остаточных газов более 3x10" Topp существенный вклад в измеряемый ток дает ионный ток, возникающий в результате ионизации остаточного газа эмитированными электронами.

4. Обнаружен эффект возникновения электромеханических автоколебаний в процессе низкополевой электронной эмиссии в системе, представляющей собой вакуумный диод с автокатодом, обладающим упругими свойствами. Указанные автоколебания были зарегистрированы экспериментально в системах с наноуглеродными автокатодами. Определена взаимосвязь параметров возбуждаемых автоколебаний с геометрическими и упругими характеристиками автокатодов и условиями эксперимента. Построена эмпирическая модель, на основании которой проведены расчеты, позволяющие качественно объяснить причины возникновения указанных автоколебаний.

Выражаю глубокую благодарность моему научному руководителю Елене Дмитриевне Образцовой за общее руководство и организацию научной деятельности, постановку интересных задач, постоянное внимание и помощь в работе; Александру Николаевичу Образцову за предоставленную возможность в проведении экспериментов, многочисленные и полезные обсуждения результатов; Виталию Ивановичу Конову за общую поддержку и организацию работы; Александру Павловичу Волкову, Александру Захидову и Елене Васильевой за помощь в проведении экспериментов; Рэю Богману и Эско Кауппинену за предоставленные образцы; Владимиру Львовичу Кузнецову, АнникЛуазо и Алексею Гаршеву за исследования методами электронной микроскопии; Юрию Владимировичу Петрушенко за сотрудничество при разработке и изготовлении прототипов ламп с наноуглеродными катодами; всем сотрудникам лаборатории Спектроскопии наноматериалов и Центра естественно-научных исследований Института общей физики им. A.M. Прохорова РАН, а также коллегам из других институтов, в особенности Анатолию Сергеевичу Пожарову, Анатолию Степановичу Лобачу, Александру Осадчему, Софье Боковой, Наталии Арутюнян, Вячеславу Гребенюкову, Александру Чернову, Максиму Рыбину, Ирине Конотоп, Петру Копылову, Анастасии Тюрниной, Сергею Ляшенко, Ринату Исмагилову, Петру Швецу, Матвею Долганову, Екатерине Хестановой, Василию Канзюбе, Евгению Тарасову; моим друзьям и родителям.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Клещ, Виктор Иванович, 2010 год

1. Wood R.W. A New Form of Cathode Discharge and the Production of X-Rays together with Some Notes on Diffraction // Phys. Rev. (Series I). -1997.-V. 5.-№ l.-P. 1-10.

2. Fowler R.H., Nordheim L. Electron emission in intense electric fields // Proc. Roy. Soc. ser. A. 1928. - V. 119. - № 781. - P. 173-181.

3. Елинсон М.И., Васильев Г.Ф. Автоэлектронная эмиссия / Под ред. Зернова Д.В. М.: Физматгиз, - 1958. - 272 С.

4. Ненакаливаемые катоды / под ред. Елинсона М.И. М.: Сов. радио, 1971.-336 С.

5. Fursey G.N. Field emission in vacuum microelectronics / NY.: Kluwer Academic Publishers, 2005. 205 P.

6. Gomer R. Field Emission and Field Ionization / MA.: Harvard University Press, 1961.-195 P.

7. Brodie I, Spindt C.A. Vacuum microelectronics in: Advances in Electronics and Electron Physics / NY.: Academic Press, 1992. 106 P.

8. Киселев В.Ф., Козлов C.H., Зотеев A.B. Основы физики поверхности твердого тела. М.: Изд-во МГУ, 1999.

9. МоргулисН.Д. К вопросу об эффекте Шоттки для сложных полупроводниковых катодов // ЖЭТФ. 1946. - Т. 16. - №11. -С. 959-964.

10. Stratton R. Field emission from semiconductors // Proc. Phys. Soc. (London). 1955. - V. 68. - P. 746-757.

11. Stratton R. Theory of field emission from semiconductors // Phys. Rev. -1962. V. 125. - № 1. - P. 67-82.

12. ФурсейГ.Н., БаскинЛ.М. Особенности полевой эмиссии полупроводников // Микроэлектроника. 1997. - Т. 26. - № 2. -С. 117-122.

13. Bonard J.M., Dean K.A., Coll F.C., Klinke C. Field emission of individual carbon nanotubes in the scanning electron microscope // Phys. Rev. Lett. -2002.-V. 89.-P. 197602.

14. ФурсейГ.Н., Глазанов Д.В., Баскин Jl.M., Евгеньев A.O., Кочерыженков А. В., Полежаев С. А., Свойства нанометровых автоэлектронных эмиттеров // Вакуумная Микроэлектроника. 1997. -Т. 26. - № 2 - С. 89-96.

15. Баскин JI.M., Глазанов Д.В., Фурсей Г.Н. Влияние термоупругих напряжений на процессы разрушения острийных автокатодов и переход к взрывной эмиссии // ЖТФ. 1989. - Т. 59. - № 5. - С. 130133.

16. Павлов В.Г., Влияние объемного заряда эмитированных электронов на полевую электронную эмиссию // ЖТФ. 2004. - Т. 74. - № 12. -С. 72-79.

17. Fursey G.N., Glazanov D.V. Deviations from the Fowler-Nordheim theory and peculiarities of field electron emission from small-scale objects // J. Vac. Sci. Technol. B. 1998. - V. 16. - № 2. - P. 910-915.

18. Cutler P.H., He J., Miskovsky N.M., Sullivan Т.Е., Weiss B. Theory of electron emission in high fields from atomiccaly sharp emitters: Validity of Fowler-Nordheim equation // J. Vac. Sci. Technol. B. 1993. - V. 11. -№2.-P. 387-391.

19. Lee C., Lee В., Ihm J., Han S., Field emission of metal nanowires studied by first-principles methods // Nanotechnology. 2007. - V. 18. -P. 475706.

20. Modinos A., Nicolaou N. Surface density of states and field emission // Phys. Rev. B. 1976. - V. 13. - № 4. - P. 1536-1547.

21. Schmid H, Fink H.W., Kreuzer H. J. In-line holography using low-energy electrons and photons: applications for manipulation on a nanometer scale // J. Vac. Sci. Technol. B. -1995. V. 13. - № 6. - P. 2428-2431.

22. NilssonL, Groening O., Emmenegger C., Kuettel O. Scanning field emission from patterned carbon nanotube films // Appl. Phys. Lett. 2000. - V. 76. - № 15. - P. 2071-2073.

23. Бочаров Г.С., Елецкий A.B. Влияние экранировки на эмиссионные характеристики холодных полевых катодов на основе углеродных нанотрубок // ЖТФ. 2005. - Т. 75. - № 7. - С. 127-130.

24. Bocharov G.S., Eletskii A.V., Korshakov A.V. Emission characteristics of carbon nanotube-based cathodes // Rev. Adv. Mater. Sci. 2003. - V. 5. -P. 371-374.

25. Захидов Ал.А., Образцов A.H., Волков А.П., Ляшенко Д.А. Статистический анализ низковольтной автоэлектронной эмиссии из наноуглерода // ЖЭТФ. 2003. - Т. 124. - №. 6. - С. 1391-1397.

26. Zhu W., Kochanski G. P., Jin S., Seibles S. Electron field emission from chemical vapor deposited diamond // J. Vac. Sci. Technol. B. 1996. -V. 14. — № 3. - P. 2011-2019.

27. Mammana V.P., Monterio O.R., Fonseca L.R. Approach curve method for large anode-cathode distances // J. Vac. Sci. Technol. B. 2004. - V. 22. -№2.-P. 1071-1023.

28. FangX., YoshioB., GautamU., Ye Ch., Golberg D. Inorganic semiconductor nanostructures and their field-emission applications // J. Mater. Chem. 2008. - V. 18. - P. 509-522.

29. Xavier S., Tempfli S., Ferain E., Purcell S., Enouz-Vedrenne S., GangloffL., Minoux E., Hudanski L., Vincent P. Stable field emission from arrays of vertically aligned free-standing metallic nanowires // Nanotechnology. 2008. - V. 19. - P. 215601.

30. Singh J.P., Tang F., Karabacak T., Lu T.-M., Wang G. Enhanced cold field emission from <100> oriented W nanoemitters // J. Vac. Sci. Technol. B. -2004.-V. 22. -№ 3. P. 1048-1051.

31. Zhou J., Xu N.-S., Deng S.-Z., Chen J., She J.-C., Wang Z.-L. Large-Area Nanowire Arrays of Molybdenum and Molybdenum Oxides: Synthesis and Field Emission Properties // Adv. Mater. 2003. - V. 15. - №21. -P. 1825-1840.

32. Wang W., Zeng B., Yang J., Poudel B., Huang J., Naughton M.J., Ren Z. Aligned Ultralong ZnO Nanobelts and Their Enhanced Field Emission // Adv. Mater. 2006. - V. 18. - P. 3275-3278.

33. FangX., BandoY., Shen G„ YeCh., GautamU.K., Costa P., Zhi Ch., Tang Ch., Goldberg D. Ultrafine ZnS Nanobelts as Field Emitters // Adv. Mater. 2007. - V. 19. - P. 2593-2596.

34. Shang D., Yu K., Zhang Y., Xu J., Wu J., Xu Y., Li L., Zhu Z. Magnetic, Field Emission Properties of Straw-Like CuO Nanostructures // Applied Surf. Sci. 2009. - V. 255. - № 7. - P. 4093-4096.

35. Kim D., Choi Y., Choi K., Park J., Park J., Pimenov S.M., Frolov V.D., Abanshin N.P., Gorfinkel B.I., Rossukany N.M., Rukovishnikov A.I. Stable field emission performance of SiC-nanowire-based cathodes // Nanotechnology. 2008. - V. 19. - P. 225706.

36. HsuL., LiY., Hsiao Ch. Synthesis, Electrical Measurement, and Field Emission Properties of Fe203 Nanowires // Nanoscale Res. Lett. 2008. -V. 3. -P. 330-337.

37. Chen W., Zhou Ch., Mai L., Liu Y., Qi Y., Dai Y. Field Emission from V205nH20 Nanorod Arrays // J. Phys. Chem. C. 2008. - V. 112. -P. 2262-2265.

38. LiZ., WangH., QinZ. A rapid and efficient method to prepare aligned Sn02 nanorod arrays for field-emission application // Vacuum. 2009. -V. 83.-P. 1340-1343.

39. The Properties of Diamond / Ed. By Field J.E. London: Academic Press, 1990. - P. 675.

40. Bandis C., Pate B.B., Photoelectric emission from negative-electron-affinity diamond (111) surfaces: exciton breakup versus conduction-band emission II Phys. Rev. B. 1995. - V. 52. - P. 12056-12071.

41. Van der Weide J., Zhang Z., BaumannP.K., WensellM.G., Bernholc J., NemanichR.J., Negative-electron-affinity effect on the diamond (100) surface // Phys. Rev. B. 1994. - V. 50. - P. 5803-5806.

42. Kalish P. The search for donors in diamonds // Diamond Rel. Mat. 2001. -V. 10.-P. 1749-1755.

43. Spitsyn B.V. Growth of Diamond Films from the Vapour Phase, Handbook of Crystal Growth / Amsterdam: Elsevier, 1994. V.3. - P.401-456.

44. Frolov V.D., Karabutov A.V., Pimenov S.M., Konov V.I. Electronicproperties of the emission sites of low-field emitting diamond films // /

45. Diamond Rel. Mat. 2000. - V. 9. - P. 1196-1200.

46. GeisM.W., Efremov N.N., Krohn K.E., Twichell J.C., Lyszczarz T.M., Kalish R., Greer J.A., Tabat M.D. A new surface electron-emission mechanism in diamond cathodes // Nature. 1998. - V. 393. - P. 431-435.

47. Bandis C., Pate B.B. Simultaneous field emission and photoemission from diamond // Appl. Phys. Lett. 1996. - V. 69. - № 3. - P. 366-368.

48. Kelly B.T. Physics , of graphite / London: Applied Science Publisher, 1981.-P. 477.

49. Saito R., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Physical Properties of Carbon Nanotubes / London: Imperial College Press, 1998. P.259.

50. AjayanP.M., Terrones M., GuardiaA., HucV., GrobertN., Wei B.Q., Lezec H., Ramanath G., Ebbesen T.W. Nanotubes in a flash ignition and reconstruction // Science. 2002. - V. 296. - № 5568. - P. 705.

51. Shang N.G., Au F.C.K., Meng X.M., Lee C.S., Bello I., Lee S.T. Uniform carbon nanoflake films and their field emissions // Chem. Phys. Lett. -2002. V. 358. - № 3. - P. 187-191.

52. Gulyaev Yu.V., Chernozatonskii L.A., Kosakovskaja Z.Ja., Sinitsyn N.I., Torgashov G.V., Zakharchenko Yu.F. Field emitter arrays on nanotube carbon structure films // J. Vac. Sei. Technol. B. 1995. - V. 13. - № 2. -P. 435-436.

53. Chernozatonskii L.A., Gulyaev Yu.V., Kosakovskaja Z.J., Sinitsyn N.I., Torgashov G.V., Zakharchenko G.V., Fedorov E.A., Val'chuk V.P. Electron field emission from nanofilament carbon films // Chem. Phys. Lett. 1995. - V. 233. - P. 63-68.

54. Елецкий A.B. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // УФН. 2002. - Т. 172. - № 4. - С. 401-438.

55. Bonard J.-M., Salvetat J.-P., Stockli Т., Forro L., Chatelain A. Field emission from carbon nanotubes: perspectives for applications and clues to the emission mechanism // Appl. Phys. A. 1999. - V. 69. - P. 245-254.

56. Cheng Y., Zhou O. Electron field emission from carbon nanotubes // C. R. Physique. 2003. - V. 4. - P. 1021-1033.

57. Wang Q.H., Corrigan T.D., Dai J.Y., Chang R.P.H., Krauss A.R. Field emission from nanotube bundle emitters at low fields // Appl. Phys. Lett. -1997. V. 70. - № 24. - P. 2208-3310.

58. Rinzler A.G., Hafner J.H., Nikolaev P., Lou L., Kim S.G., TomanekD., Nordlander P., Colbert D.T., Smalley R.E. Unraveling nanotubes: fieldemission from an atomic wire // Science. 1995. - V. 269. - № 5230. -P. 1550-1553.

59. Bonard J.-M., Salvetat J.-P., Stockli T„ De HeerW.A., Forro L., Chatelain A. Field emission from single-wall carbon nanotube films // Appl. Phys. Lett. 1998. - V. 73. - № 7. - P. 918-920.

60. Araidai M., Nakamura Y., Watanabe K. Field emission mechanisms of graphitic nanostructures // Phys. Rev. B. 2004. - V. 70. - P. 245410-1245410-5.

61. Zheng X., Chen G., Li Z., Deng S., Xu N. Quantum-mechanical investigation of field-emission mechanism of a micrometer-long singlewalled carbon nanotube // Phys. Rev. Lett. 2004. - V. 92. - № 10. ~ P. 1068031-1068034.

62. Nakaoka N., Watanabe K. Ab initio study of field evaporation from singlewalled carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2002. - V. 65. - P. 155424-1155424-5.

63. Filip V., Nicolaescu D., Tanemura M., Okuyama F. Influence of the electronic structure on the field electron emission from carbon nanotubes // J. Vac. Sci. Technol. B. 2003. - V. 21. - № 1. - P. 382-390.

64. Liang S., Chen L. Generalized Fowler-Nordheim Theory of Field Emission of Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2008. - V. 101. - P. 027602.

65. Kenneth A.D., AllmenP., Chalamala B.R. Three behavioral states observed in field emission from single-walled carbon nanotubes // J. Vac. Sci. Technol. B. 1999. - V. 17. - № 5. - P. 1959-1969.

66. Yeong K.S., Thong J.T.L. Effects of adsorbates on the field emission current from carbon nanotubes // Appl. Surf. Sci. 2004. - V. 233. ~ P. 20-23.

67. Newton R.R. Ejection of electrons by ions at high fields // Phys. Rev. -1948.-V. 73.-P. 1122.

68. ColazzoR., SchlesserR., SitarZ. Two field-emission states of singlewalled, carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2001. - V. 78. - P. 20582060.

69. Dean A.D., Chalamala B.R. Current saturation mechanisms in carbon nanotube field emitters // Appl. Phys. Lett. 2000. - V. 76. - № 3. -P. 375-377.

70. JongeN., AlliouxM., Oostveen J.T. Teo K., Milne W.I. Low noise and stable emission from carbon nanotube electron sources // Appl. Phys. Lett. -2005. V. 87.-P. 133118.

71. Моргулис Н.Д. Катодное распыление // УФН. 1946. - Т. 28. - № 2. -С. 202-224.

72. ШешинЕ.П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов / М.: МФТИ, 2001. С. 288.

73. Остаточные газы в электронных лампах / Под ред. Г.Д. Глебова. М.: Энергия. 1967. - С. 328.

74. Fursey G.N. Field emission in a microwave field // J. Vac. Sci. Technol. B. 1995. - V. 13. - № 2. - P. 558-565.

75. Zou Q„ Whang M.Z. Electron Field Emission from Multiwall Carbon Nanotubes in Air Gas // J. Low Temp. Phys. 2009. - V. 155. - P. 303312.

76. Brodie I., Schwoebel P.R. Vacuum Microelectronic Devices // Proc. Of the IEEE. 1994. - V. 82. - № 7. - P. 1006-1034.

77. Cheng A.J., Wang D., Seo H.W., Liu C., Park M., Tzeng Y. Cold cathodes for applications in poor vacuum and low pressure air environments: Carbon nanotubes versus ZnO nanoneedles // Diamond Rel. Mat. 2006. -V. 15. - P. 426-432.

78. WadhawanA., Stallcup R.E., Stephens K.F., Perez J.M., Akwanil.A. Effects of 02 , Ar, and H2 gases on the field-emission properties of singlewalled and multiwalled carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2001. -V. 79. - № 12. - P. 1867-1869.

79. Purcell S.T., Vincent P., JoumetC., Binh V.T. Hot Nanotubes: Stable Heating of Individual Multiwall Carbon Nanotubes to 2000 K Induced by the Field-Emission Current // Phys. Rev. Lett. 2002. - V. 88. - № 10. -P. 105502-1-105502-4.

80. Dean K.A., Burgin T.P., Chalamala B.R. Evaporation of carbon nanotubes during electron field emission // Appl. Phys. Lett. 2001. - V. 79. - № 12. -P. 1873-1875.

81. Wang M.S., Chen Q., Peng L.M. Field-Emission Characteristics of Individual Carbon Nanotubes with a Conical Tip: The Validity of the Fowler-Nordheim Theory and Maximum Emission Current // Small. -2008. V. 4. - № 11. - P. 1907-1912.

82. Spindt C.A., Brodie I., Humphrey L., Westerberg E.R. Physical properties of thin-film field emission cathodes with molybdenium cones // J. Appl. Phys. 1976. - V. 47. - № 2. - P. 5248-5263.

83. Bonard J.-M., Klinke C., Dean K.A., Coll B.F. Degradation and failure of carbon nanotube field emitters // Phys. Rev. B. 2003. - V. 67. -P. 115406-1-115406-10.

84. Saito Y., Uemura S. Field emission from carbon nanotubes and its application to electron sources // Carbon. 2000. - V. 38. - P. 169-182.

85. Wang Q.H., SetlurA.A., Lauerhaas J.M., Dai J.Y., Seelig E.W., Chang R.P.H. A nanotube-based field-emission flat panel display // Appl. Phys. Lett. 1998. - V. 72. - № 22. - P. 2912-2913.

86. Choi Y.S., Kang J.H., Park Y J., Choi W.B., Lee C.J., Jo S.H., Lee C.G., You J.H., Jung J.E., Lee N.S., Kim J.M. An under-gate triode structure field emission display with carbon nanotube emitters // Diamond Rel. Mat. . 2001. - V. 10. - P. 1705-1708.

87. Nakamoto M. Current Trends in Field Emission Displays // Proc. of Industry Applications Society Annual Meeting, Alta, 2008, IEEE. 2008. -P. 1-5.

88. Jonge N., Bonard J.-M. Carbon nanotube electron sources and applications // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 2004. - V. 362. - P. 2239-2266.

89. Sugie H.,Tanemura M., Filip V., Iwata K., Takahashi K., Okuyamab F. Carbon nanotubes as electron source in an x-ray tube // Appl. Phys. Lett. -2001. V. 78. - № 17. - P. 2578.

90. Choi I.-M., Woo S.-Y. Development of low pressure sensor based on carbon nanotube field emission // Metrologia. 2006. - V. 43. - P. 84-88.

91. Rosen R., Simendinger W., Debbault C., Shimoda H., Fleming L., StonerB., Zhouc O. Application of carbon nanotubes as electrodes in gas discharge tubes // Appl. Phys. Lett. 2000. - V. 76. - № 13. - P. 16681670.

92. Елецкий A.B., Механические свойства угеродных наноструктур и материалов на их основе // УФН. 2007. - V. 177. - № 3. - Р. 233-274.

93. Musatov A.L, Kiselev N.A., Zakharov D.N., Kukovitskii E.F., ZhbanovA.I., Izrael'yants K.R., Chirkova E.G. Field electron emission from nanotube carbon layers grown by CVD process // Appl. Surf. Sci. -2001.-V. 183.-P. 111-119.

94. Wnag Z.L., Poncharal P., Heer W.A. Measuring physical and mechanical properties of individual carbon nanotubes by in situ ТЕМ // J. Phys. Chem. Sol.-2000.-V. 61.-P. 1025-1030.

95. Poncharal P., Wang Z.L., UgrateD., DeHeerW.A. Electrostatic Defections and Electromechanical Resonances of Carbon Nanotubes // Science. 1999. - V. 283. - P. 1513-1516.

96. Glukhova O.E., Zhbanov A.I., Torgashov I.G., SinitsynN.I., Torgashov G.V. Ponderomotive forces effect on the field emission of carbon nanotube films II Appl. Surf. Sci. 2003. - V. 215. - P. 149-159.

97. Kis A., Zettl A. Nanomechanics of carbon nanotubes // Phil. Trans. R. Soc. A. 2008. - V. 366.-P. 1591-1611.

98. Purcell S.T., Vincent P., JournetC., BinhV.T. Tuning of Nanotube Mechanical Resonances by Electric Field Pulling // Phys. Rev. Lett. -2002. V. 89. - № 27. - P. 276103-1-276103-4.

99. Xu Z., Bai X.D., Wang E.G., Wang Z.L. Dynamic in situ field emission of a nanotube at electromechanical resonance // J. Phys.: Condens. Mat. . -2005.-V. 17.-P. 506-512.

100. Gao R., Pan Z., Wang Z.L. Work function at the tips of multiwalled carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2001. - V. 78. - № 12. - P. 1757-1759.

101. Saito Y., Seko K., Kinoshita J. Dynamic behavior of carbon nanotube field emitters observed by in situ transmission electron microscopy // Diamond Rel. Mat. 2005. - V. 14. - P. 1843-1947.

102. Wang Z.L., Gao R.P., De Heer W.A., Poncharal P. In situ imaging of field emission from individual carbon nanotubes and their structural damage // Appl. Phys. Lett. 2002. - V. 80. - № 5. - P. 856-858.

103. AyariA., Vincent P., PerisanuS., Choueib M., Gouttenoire V., Bechelany M., Cornu D., Purcell S.T. Self-Oscillations in Field Emission Nanowire Mechanical Resonators: A Nanometric dc-ac Conversion // Nanolett. 2007. - V. 7. - № 8. - P. 2252-2257.

104. Wang Z.L., Gao R.P., Pan Z.W., Dai Z.R. Nano-Scale Mechanics of Nanotubes, Nanowires, and Nanobelts // Adv. Engineering Mat. 2003. -V. 3. -№ 9. - P. 657-661.

105. Jensen K., Kim K., Zettl A. An atomic-resolution nanomechanical mass sensor // Nature Nanotech. 2008. - V. 3. - P. 533-537.

106. Weldon J., Jensen K., Zettl A. Nanomechanical radio transmitter // Phys. Stat. Sol. (B). 2008. - V. 245. - № 10. - P. 2323-2335.

107. Lobach A.S., Spitsina N.G., Terekhov S.V., Obraztsova E.D. Comparative analysis of various methods of purification of single-walled carbon nanotubes // Physics of the Solid State. 2002. - V. 44. - P. 475-479.

108. Вельский М.Д., Бочаров Г.С., Елецкий A.B., SommererT.J. Усиление электрического поля в холодных полевых катодах на основе углеродных нанотрубок // ЖТФ. 2010. - Т. 80. - № 2. - С. 130-137.

109. Watcharotonea S., Ruoffa R.S., Readb F.H. Possibilities for graphene for field emission: modeling studies using the BEM // Physics Procedia. -2008.-V. 1. P. 71-75.

110. Kosmahl H.G. Analytic Evaluation of Field Emission Enhancement Factors for Ellipsoidal Cones and Elliptic Cross-Section Wedges // IEEE Trans. On electronic devices. 1991. - V. 38. - № 6. - P. 1534-1537.

111. Frolov V.D., Karabutov A.V., Pimenov S.M., Konov V.I., Ageev V.P. Similarity in field electron emission from nanocrystalline diamond and related materials // Diamond Rel. Mat. 2001. - V. 10. - P. 1719-1726.

112. Захидов Ал.А., Образцов A.H., Волков А.П., Ляшенко Д.А. Механизм низковольтной эмиссии электронов из наноуглеродных материалов // ЖЭТФ. 2005. - Т. 127. - № 1. - С. 100-106.

113. Cumings J., Zettl A. Field emission and current-voltage properties of boron nitride nanotubes // Solid State Commun. 2004. - V. 129. - P. 661-664.

114. Obraztsov A.N., Kleshch V.I. Cold and Laser Stimulated Electron Emission from Nanocarbons // Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics. 2009. - V. 4. - P. 207-219.

115. Горелик Г.С. Колебания и волны / Под ред. Рытова С.М. -М.: Физматгиз, 1959. - 572 С.l/