Abstract
場發射真空微三極體基本上是由基板、發射極（emitter）、閘極（gate）、陽極（anode）與絕緣層所組成，利用半導體製造技術製作，每一個元件的大小為微米（ ）左右。其應用的範圍很廣，目前主要為應用在平面顯示器以及功率放大器上的元件，場發射真空微三極體應用在平面顯示器上具有高解析度、高亮度、廣視角以及低消耗功率等特點。 在真空微三極體的研究中，電腦模擬是一個非常重要的工具，藉由電腦模擬的詳細診斷能力可以協助微三極體的設計和特性分析。本研究為發展利用邊界元素法的微三極體模擬程式，用以模擬微三極體基本結構、短閘極結構以及有聚焦電極之三種不同微三極體設計，並將模擬結果與使用PIC法寫成的MAGIC程式模擬結果相比較，同時比較兩者的計算速度及此兩種模擬方法的優缺點。 經由模擬結果發現邊界元素法在解起始電位時速度比PIC法快許多，而隨粒子數的增加，邊界元素法計算時間的增加趨勢比PIC法略大，整體來看邊界元素法還是比PIC code快，只是其優勢隨粒子數增加而簡小。若只想了解起始空間電位分佈的情形，則邊界元素法計算快很多。另外發射端表面的起始發射電流，可由起使發射端表面的電場算出，若是空間電荷效應不明顯，則由此起始電場、電流已即可得知微三極體的工作特性。若是需要進一步了解發射粒子的軌跡或是空間中粒子所帶電荷量的分佈情形，因為邊界元素法能選用較大的時間差，也使得計算上較PIC法快速，但是粒子數若非常多時，邊界元素法相對於PIC法的計算速度優勢則會慢慢的減少。研究結果顯示具短閘極結構的微三極體對發射的電子束略有聚焦效果，具有聚焦電極的微三極體則有較佳的聚焦效果。