Abstract
含氫非晶質碳(a-C:H)奈米針狀結構(nanotips)可以直接沉積在銅基板上。但無法在150nm Cu/Si基板上成長非晶質碳奈米針狀結構。本論文的主要目的是要研發在Cu/Ti/Si基板上成長非晶質碳奈米針狀結構的方法。研究發現在夠厚的銅層於矽基板上可以沉積成長非晶質碳奈米針狀結構，成長的過程中會伴隨著侵蝕銅膜效應。此針狀結構的成長過程可以分成兩個不同速率區域，在前半段區域速率非常的慢，侵蝕的速率約為1nm/min，而奈米針狀結構成長速率約為1.5nm/min。在後半段區域侵蝕的速率變成相當的快，達到10nm/min而奈米針狀結構成長速率也達到5nm/min。此非晶質碳奈米針狀結構的場發射性質很好，其Turn on filed為3.2V/μm(在電流密度為10μA/cm2時)，而電流密度最大也可達到2 mA/cm2。為要增加非晶質碳奈米針狀結構場發射性質的表現，我們也在沉積非晶質碳奈米針狀結構時通入氮氣。研究顯示在一個最適當的氮氣流量下成長的含氮非晶質碳奈米針狀結構量會對場發射性質明顯變佳，這導因於氮氣摻雜使得nanotips中可參與場發射的電子增加，但太大量時卻又影響了nanotip的結構，此外本論文也對偏壓的效應做了一系列的討論。