Abstract
自從奈米碳管(carbon nanotubes :CNTs)在1991年被Iijima博士 發現後，奈米碳管的製造和特性即引起很大的研究興趣。因此也就衍生了許多新的應用。由於奈米碳管具低起始電場與高電流密度的特性，故目前以應用於場發射顯示器(CNTs-FED)為主。而一般顯示器之陰極均選用玻璃基板以節省成本，若要直接將奈米碳管成長於玻璃基板上，成長溫度必須低於玻璃基板的軟化點(strain point ) (~550℃)。由過去的文獻中可知，利用合金催化劑可有效的降低奈米碳管成長溫度，故本實驗目標是將奈米碳管成長溫度降低至500□C以下，找出較佳之成長條件，以便能使用於薄膜CNTs-FED之製程中，並製作出符合大眾需求之大尺寸商用顯示面板。 本實驗以微波加熱化學氣相沉積法（Microwave Heating chemical vapor deopsition：MH-CVD）成長碳奈米材料，利用E-gun蒸鍍機，分別鍍上鐵鎳合金、鎳金屬及鈷金屬當作催化劑成長奈米碳管於矽基板上，並以鈦為緩衝層以期能得到較佳場發射特性。藉由SEM和拉曼光譜分析碳膜的結構，接著再進行場發射特性量測，所使用的量具為Keitherley 237。 發現以Ni (6 nm)/Ti (16 nm)結構，在700 W(520□C)下成長40分鐘，所得到的碳管有著最佳的場發射特性，其中起始電場為0.74 V/□m(10 □A/cm2)以及最大電流密度22.5 mA/cm2，並且在5.3 V/□m到達門檻電流密度(threshold current density：10 mA/cm2)；此外，利用此結構在450□C成長120分鐘所得的碳管，其起始電場為1.98 V/□m，場發射電流密度在 1 mA/cm2時只需6 V/□m大小的電場，利用此多層結構可在450℃低溫下成長出場發射顯示器所需之奈米碳管場發射子。