Carbon Nanotubes and Filaments Films for Electron Field Emission -
Integration to Field Emission Displays
Couches de Nanotubes et Filaments de Carbone pour l'Emission Froide d'Electrons -
Intégration aux Ecrans Plats à Emission de Champ
Résumé
This work concerns the in situ elaboration, by catalytic CVD, of carbon nanotubes and filaments films for their integration as electron emissive films into field emission displays.
The key parameters, advantages and restrictions of several techniques for catalyst nano particles preparation and integration were first analysed : dewetting of a continuous layer, post-dewetting wet etching, nano cluster deposition and e-beam lithography. Three growth techniques were then studied in the same reactor : simple thermal CVD, CVD with an electrical field and plasma assisted CVD from a solid carbon source. Finally, the emissive properties of the elaborated carbonaceous films were measured, in diode mode for the full sheet type samples and in triode mode for the films integrated into display cathodic structures.
Theses results analysis permitted to clarify the links between technological elaboration parameters, morphology and emissive performances of carbon nanotubes and filaments films.
The key parameters, advantages and restrictions of several techniques for catalyst nano particles preparation and integration were first analysed : dewetting of a continuous layer, post-dewetting wet etching, nano cluster deposition and e-beam lithography. Three growth techniques were then studied in the same reactor : simple thermal CVD, CVD with an electrical field and plasma assisted CVD from a solid carbon source. Finally, the emissive properties of the elaborated carbonaceous films were measured, in diode mode for the full sheet type samples and in triode mode for the films integrated into display cathodic structures.
Theses results analysis permitted to clarify the links between technological elaboration parameters, morphology and emissive performances of carbon nanotubes and filaments films.
Ce travail concerne l'élaboration in situ, par CVD catalytique, de couches de nanotubes et filaments de carbone pour leur intégration en tant que couches émissives d'électrons dans les écrans plats à émission de champ.
Les paramètres clés, avantages et limitations de plusieurs techniques de préparation et d'intégration de nano particules catalytiques ont d'abord été analysés : le démouillage d'un film continu, la gravure humide post-démouillage, le dépôt de nano agrégats et la lithographie électronique. Trois techniques de croissance de couches carbonées ont ensuite été étudiées dans le même réacteur : la CVD thermique simple, la CVD en présence d'un champ électrique et la CVD avec assistance plasma à partir d'une source de carbone solide. Enfin, les propriétés émissives des diverses couches carbonées élaborées ont été mesurées, en mode diode pour les couches synthétisées sur échantillon plan et en mode triode pour les couches intégrées sur structure cathodique d'écran.
L'analyse de ces résultats a permis de clarifier les liens entre paramètres technologiques d'élaboration, morphologie et performances émissives des films de nanotubes et filaments de carbone.
Les paramètres clés, avantages et limitations de plusieurs techniques de préparation et d'intégration de nano particules catalytiques ont d'abord été analysés : le démouillage d'un film continu, la gravure humide post-démouillage, le dépôt de nano agrégats et la lithographie électronique. Trois techniques de croissance de couches carbonées ont ensuite été étudiées dans le même réacteur : la CVD thermique simple, la CVD en présence d'un champ électrique et la CVD avec assistance plasma à partir d'une source de carbone solide. Enfin, les propriétés émissives des diverses couches carbonées élaborées ont été mesurées, en mode diode pour les couches synthétisées sur échantillon plan et en mode triode pour les couches intégrées sur structure cathodique d'écran.
L'analyse de ces résultats a permis de clarifier les liens entre paramètres technologiques d'élaboration, morphologie et performances émissives des films de nanotubes et filaments de carbone.
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