Автоэлектронная эмиссия из углеродных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат физико-математических наук Волков, Александр Павлович

• Волков, Александр Павлович
• кандидат физико-математических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Волков, Александр Павлович

Введение

Глава 1 (Обзор литературы) Автоэлектронная эмиссия иктурно морфологические свойства углеродных материалов.

§ 1 Некоторые сведения о автоэлектронной эмиссии из металлов и полупроводников.

§2 Отрицательное сродство и автоэлектронная эмиссия в алмазных материалах.

§3 Усиление напряженности электрического поля на геометрических неоднородностях и ее влияние на эффективность автоэлектронной эмиссии в алмазных пленках.

§4 Автоэлектронная эмиссия из углеродных пленок с аморфной структурой.

§5 Автоэлектронная эмиссия из углеродных материалов с графитоподобным типом межатомных связей.

§6 Автоэлектронная эмиссия из углеродных нанотрубок.

Глава 2. Методика эксперимента.

§ 1. Приготовление образцов.

1.1 Установка для газофазного осаждения углеродных пленок.

1.2. Приготовление подложек для осаждения углеродных пленок.

1.3. Режимы осаждения.

§2. Измерение характеристик автоэлектронной эмиссии.

§3. Методы определения фазового состава и структурно-морфологические исследования углеродных пленок.

3.1 Комбинационное (Рамановское) рассеяние света.

3.2 Исследование морфологических особенностей поверхности пленок.

3.3 Электронографические и дифракционные исследования.

3.4 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

3.5 Спектроскопия выхода вторичных электронов.

3.6 Катод о люминисценция

Глава 3. Автоэлектронная эмиссия из алмазных материалов.

§ 1. Структурно-морфологические особенности и фазовый состав.

1.1 Спектроскопия КРС алмазных пленок. 49 1.2.Структурные исследования пленок с помощью электронной микроскопии "на просвет" и электронографии.

1.3 Катодолюминисценция в алмазных пленках.

§2. Зависимость автоэлектронной эмиссии в алмазных пленках от их структурно-морфологических особенностей.

Глава 4. Автоэлектронная эмиссия из неалмазного углерода.

§ 1. Синтез пленок графитоподобного углерода.

§2. Параметры автоэлектронной эмиссии из графитоподобных углеродных пленок.

§3.Структурно-морфологические особенности пленок графитоподобного углерода.

§4.Рентгеновские фотоэлектронные спектры графитоподобных пленок.

§5 .Спектры выхода вторичных электронов.

§6.Исследование особенностей электронных свойств графитоподобных пленок при помощи катодолюминисденции.

§7.Механизм автоэлектронной эмиссии из графитных материалов.

§8.Перспективы практического применения углеродных автоэлектронных эмиттеров.

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

Автоэлектронная (или полевая) эмиссия представляет собой испускание электронов проводящими твердыми и жидкими телами под воздействием внешнего электрического поля достаточно высокой напряженности. Основным отличием автоэлектронной эмиссии от других видов эмиссии электронов является отсутствие энергетических затрат для возникновения потока электронов в вакуум. Это обусловлено тем, что при автоэлектронной эмиссии электроны преодолевают потенциальный барьер на границе эмиттера за счет квантовомеханического туннельного эффекта. Благодаря этому обстоятельству, автоэлектронные катоды имеют ряд преимуществ перед накаливаемыми: меньшее энергопотребление, высокая плотность эмиссионного тока, а также узкое распределение эмитируемых электронов по направлению и величине скорости. В то же время

О о чрезвычайно высокая напряженность электрического поля (10 -10 В/мкм), требуемая, в случае металлического эмиттера, для возникновения автоэлектронной эмиссии, составляет значительную проблему при практическом использовании подобных катодов. В частности, это приводит к необходимости изготовления таких катодов в виде тонких острий или лезвий для того, чтобы обеспечить локальное усиление поля.

В настоящее время в качестве основы для создания эффективных автоэмиссионных катодов кроме различных металлов и полупроводников рассматриваются некоторые углеродные материалы (алмазные и алмазо-подобные пленки, углеродные нанотрубки, волокна), для некоторых из которых обнаружена чрезвычайно высокая эффективность автоэлектронной эмиссии. Особый интерес представляет изучение и практическое использование углеродных автоэлектронных катодов в виде пленок, нанесенных на различные подложки. Этот интерес в значительной степени стимулируется разработкой методов получения подобных пленок достаточно большой площади.

Идея о возможности использования в качестве источника электронов алмазных и алмазоподобных материалов базируется на присущем алмазу свойстве отрицательного электронного сродства (ОЭС), которое было предсказано теоретически и обнаружено экспериментально как для монокристаллов алмаза, так и для поликристаллических алмазных пленок, получаемых методом газофазного химического осаждения. Наличие ОЭС на поверхности эмиттера означает отсутствие энергетического барьера для электронов, эмитируемых в вакуум, и, соответственно, резкое снижение напряженности поля, требуемого для возникновения эмиссии.

С другой стороны, обнаруживаемые экспериментально низкие значения напряжения, высокие величины плотности эмиссионных центров и тока автокатодов из углеродных нанотрубок и графитоподобных наноструктурированных материалов могут быть следствием локального усиления поля на остриях, наличие которых определяется морфологией поверхности таких эмиттеров, состоящих из наноразмерных углеродных трубок и кристаллитов.

Еще одной причиной, также приводящей к низковольтной эмиссии электронов, может быть локальное уменьшение работы выхода для углеродных материалов.

Определение вклада каждого из этих факторов имеет важное значение как для понимания фундаментальных механизмов, определяющих наличие экспериментально наблюдаемой низковольтной автоэлектронной эмиссии в различных углеродных материалах, так и для разработки практических способов применения таких катодов в различных приборах и устройствах.

Указанные соображения послужили основной мотивацией при формулировке цели данной работы: выяснение механизма низковольтной автоэлектронной эмиссии в углеродных материалах, выявление взаимосвязи электронных эмиссионных свойств со структурными характеристиками углеродных материалов, определение возможностей практического использования пленочных углеродных эмиттеров.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы отдельные задачи, включающие проведение комплексного экспериментального исследования параметров автоэлектронной эмиссии из различных типов углеродных материалов, а также изучение разнообразных физических свойств этих материалов. В качестве основного метода, используемого в данной работе для получения углеродных материалов использовалось химическое газофазное осаждение (ХГФО).

Научная новизна работы заключается в

- создании оборудования и разработки методов для синтеза широкого спектра углеродных пленочных материалов с различными свойствами, включая алмазные поликристаллические пленки, нанокристаллические алмазные и графитные пленки, углеродные нанотрубки; установлении корреляций структурных характеристик и фазового состава углеродных пленочных материалов с эффективностью автоэлектронной эмиссии;

- обнаружении ряда эффектов, свидетельствующих о наличии в наноструктурированном графитоподобном материале кластеров с пониженной работой выхода;

- выработке моделей и механизмов, объясняющих с единой точки зрения наличие низковольтной автоэлектронной эмиссии из различных углеродных материалов.

Актуальностьработы определяется направленностью представленных исследований на решение ряда фундаментальных научных вопросов, не нашедших своего объяснения к моменту постановки задач данного исследования, а также ее направленностью на разработку ряда современных проблем прикладного характера. Положения, выносимые на защиту: создано экспериментальное оборудование, разработаны методики для проведения исследований характеристик пленочных автоэлектронных эмиттеров; впервые безкаталитическим методом ГФХО синтезированы пространственно ориентированные углеродные нанотрубки; выявлена определенная взаимосвязь структурных характеристик и фазового состава углеродных материалов с эффективностью автоэлектронной эмиссии, впервые показано, что эмиссия электронов из алмазных пленок обусловлена их неалмазной углеродной компонентой; обнаружен ряд эффектов, свидетельствующих о наличии в наноструктурированном графитоподобном материале кластеров с пониженной работой выхода, предложена модель эмиссионного центра и соответсвующей зонной энергетической диаграммы для материалов этого рода; предложен новый механизм эмиссии электронов, позволяющий с единой точки зрения объяснить наличие низковольтной автоэлектронной эмиссии из различных углеродных материалов; показана возможность практического использования пленочных углеродных эмиттеров электронов, созданы прототипы электровакуумных устройств с пленочными углеродными катодами. Представленные в диссертации результаты прошли апробацию в ходе выступлений на различных научных конференциях и семинарах, в том числе: European Conf. on Diamond and Related Materials "DIAMOND", 1998 - Crete (Greece), 1999 - Prague (Czech Republic), 2001 - Budapest (Hungary); Meeting of the Electrochemical Society / Int. Symp. on the Applications of Diamond Films and Related Materials, 1997 - Paris (France); Meeting of

Material Research Society, 1999 - San Francisco (USA), 2000 - Boston (USA); Int. Symp. on Diamond Electronics Devices, 1998 - Osaka (Japan); Российская конф. по электронной микроскопии, 1998 - Черноголовка; Int. Vacuum Microel. Conf., 1998 - Asheville (USA), 1999 - Darmstadt (Germany); Int. Workshop on Electronic Properties of Novel Materials, 1999, 2000 -Kirshberg (Austria); Int. Conf. on Nanostr. Mat., 1998 - Stockholm (Sweden); Int. Conf. on Frontier Carbon Technol., 1999 - Tsukuba(Japan); Н.-т. семинар "Дисплей-99", 1999 - Фрязино; Int. Display Research Conf., 1999 - Berlin(Germany); Workshop "Fullerenes and Atomic Clusters", 1999 - St.Petersburg; Int.Symp. on Vacuum, Thin Films, Surface/Interfaces and Processessing, 1999 - Seattle (USA); Int. Topical Meeting on Field Electron Emission from Carbon Materials, 2001 - Moscow (Russia), Int. Symposium on Carbon Nanotubes, 2001 - Tsukuba (Japan).

По материалам исследований, представленных в диссертации опубликовано 15 статей в реферируемых научных журналах и сборниках. Список статей приводится в конце диссертации.

Достоверность полученных и представленных в диссертации результатов подтверждается использованием апробированных и обоснованных методов, теоретических представлений, тщательностью проведенных измерений, согласия экспериментальных результатов, полученных независимыми методами исследований, работоспособностью созданных устройств и установок, а также согласия с результатами других исследователей.

Личный вклад автора заключается в выборе направлений исследований, формулировке и постановке конкретных задач, проведении теоретических исследований, разработке схем установок и методов измерений, непосредственном проведении экспериментов, в обработке и интерпретации полученных результатов.

Заключение диссертации по теме «Физическая электроника», Волков, Александр Павлович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе описаны результаты исследования структурных и электронных особенностей, а также автоэмиссионных свойств пленочных углеродных материалов, полученных методом газофазного химического осаждения. Предложен общий для широкого класса углеродных пленочных материалов механизм, объясняющий их автоэмиссионные свойства. Основные результаты работы:

1. Создано экспериментальное оборудование, разработаны методики для проведения исследований полевых эмиссионных свойств пленочных автоэлектронных эмиттеров.

2. Впервые безкаталитическим методом газофазного химического осаждения синтезированы пространственно ориентированные углеродные нанотрубки.

3. Выявлена взаимосвязь структурных характеристик углеродных материалов с эффективностью автоэлектронной эмиссии, впервые показано увеличение эффективности электронной эмиссии из алмазных пленочных материалов с ростом содержания в них неалмазной углеродной компоненты вплоть до полного замещения алмаза графитоподобным материалом.

4. Обнаружен ряд эффектов, свидетельствующих о наличии в наноструктурированном графитоподобном материале кластеров с пониженной работой выхода, предложена модель зонной энергетической диаграммы для материалов этого рода.

5. Предложен новый механизм эмиссии электронов, позволяющий с единой точки зрения объяснить наличие низковольтной автоэлектронной эмиссии из различных углеродных материалов, включая поликристаллический алмаз, углеродные нанотрубки, нанокристаллы графита, пленки аморфного углерода. 6. Показана возможность практического использования пленочных углеродных эмиттеров электронов, созданы прототипы электровакуумных устройств с пленочными углеродными катодами.

В заключение хочу выразить глубокую благодарность моему научному руководителю А.Н. Образцову за общее руководство и неоценимую поддержку в работе, многочисленные и полезные обсуждения.

Я также благодарен В.И. Петрову (кафедра физической электроники) за сотрудничество при исследовании катодолюминесцентных свойств углеродных материалов, Е.В. Раковой и В.В. Роддатису (ИК РАН) за электронографические измерения алмазных пленок, Е.Д. Образцовой (ИОФ РАН) за плодотворное сотрудничество в измерении и интерпретации спектров КРС. Я признателен B.JI. Кузнецову (ИК СО РАН) за обеспечение исследований по электронной микроскопии высокого разрешения, А.В. Воронину (ИК СО РАН) за фотоэлектронные измерения, Ю.В. Петрушенко и О.П. Сатановской (НПО «Платан») за сотрудничество при разработке и изготовлении прототипов ламп с углеродными катодами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Волков, Александр Павлович, 2002 год

1. Fowler R.H., Nordheim L., Electron emission in intense electric fields, "Proc. Roy. Soc.", 1928, ser. A, vol. 119, N781, p.173.

2. Фишер P., Ноймаи X., Автоэлектронная эмиссия полупроводников, Перевод с немецкого в серии "Современные проблемы физики", М., "Наука", 1971.

3. Ненакаливаемые катоды, под ред. Елинсона М.И., "Сов. радио", М., 1971, 336 С.

4. Елинсон М.И., Васильев Г.Ф., Автоэлектронная эмиссия, М., 1958.

5. Бродский A.M., Гуревич Ю.Я., Теория электронной эмиссии из металлов, М., "Наука", 1973, 255 С.

6. Бонч-Бруевич В.М., Калашников С.Г. Физика полупроводников, М., "Наука", 1977.

7. Williams B.F., Simon R.E., Optical properties of diamond, Appl. Phys. Lett., vol. 14(7), 1969, pp. 214-219.

8. The Properties of Diamond. Ed. by Field J.E., London, Academic Press, 1990, p.675.

9. Robertson J., Amorhous carbon cathodes for field emission display, Thin Solid Films, vol. 296, 1997, pp. 61-65.

10. Himpsel F.J., Knapp J.A., Van Vechten J.A., Eastman D.E., Quantum photoyield of diamond (111) A stable negative-affinity emitter, Phys. Rev. B, vol. 20, 1979, pp.624-627.

11. Bandis C., Pate B.B., Phys. Rev. B, Photoelectric emission from negative-electron-affinity diamond (111) surfaces: Exciton breakup versus conduction-band emission, vol.52,1995, pp. 12056-12071.

12. Van der Weide J., Zhang Z., Baumann P.K., Wensell M.G., Bernholc J., Nemanich R.J., Negative-electron-affmity effect on the diamond (100) surface, Phys. Rev. B, vol. 50,1994, pp.5803-5806.

13. Kalish P., The search for donors in diamonds, Diamond and Realated Mat., vol.10, 2001, pp. 1749-1755.

14. Spitsyn В.V., Growth of Diamond Films from the Vapour Phase, Handbook of Crystal Growth, Vol.3, Ed. by D.T.J. Hurle, Amsterdam, Elsevier, 1994, pp. 401-456.

15. Павловский И.Ю. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физ-матнаук, 1999.

16. Бондаренко Б.В., Состояние и некоторые пути дальнейшего развития автоэмиссионной электроники, Радиотехника и электроника, т.28, вып. 12,1983, стр. 2305-2312.

17. П.Черепанов А.Ю., Шаров В.Б., Петров Е.Н., Электронная техника, Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы, вып. 1, 1990, стр. 23.

18. Spindt С.A., Brodie I., Humphrey L., Westerberd E.R., Physical properties of thin-film field emission cathodes with molybdenum cones, J. Appl. Phys., vol. 39,1976, pp.5248-5263.

19. Givargisov E.I., Zhirnov V.V., Stepanova A.N., Rakova E.V., Kiselev A.N., Plekhanov P.S., Microstruture and field emission of diamond particles on silicon tips, Appl. Surf. Sci., 87/88, 1995, pp. 24-30.

20. Karabutov A.V., Konov V.I., Pimenov S.M., Frolov V.D., Obraztsova E.D., Polyakov V.I., Rossukanyi N.M., Peculiarities of Field Electron Emission from CVD Diamond Films, J. de Physique IV C5, vol.6, 1996 pp. 113-115.

21. Schlesser R., McClure M.T., McCarson B.L., Sitar Z., Mechanisms of field emission from diamond coated Mo emitters, Diamond and Related Mat., vol.7, 1998, pp.636-639.

22. Geis M.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, vol. 393,1998, pp.431-435.

23. Bandis С., Pate B.B., Simultaneous field emission and photoemission from diamond, Appl. Phys. Lett., vol.69, 1996, pp.366-368.

24. Koutecky J., Tomasek M., Study of Surface States of Diamond and Graphite by a Simple Mo-LCAO Method, Phys. Rev., vol.120, 1960, pp. 1212-1218.

25. Koutecky J., An interpretation of the conditions for the existence of shockley surface states, Czech. J. Phys. B, vol. 11, 1961, pp. 565-571.

26. Koutecky J., The Shockley surface states of electrons in the Kroning- Penney model of a linear chain of atoms joined by alternately strong bonds, Czech. J. Phys. B, vol. 12, 1962, pp. 177-182.

27. Коутецкий Я., Квантовая химия поверхности кристалла, Кинетика и катализ, т. 11, вып.З, 1961, 319-339.

28. Sugino Т., Iwasaki Yu., Kawasaki S., Hattori R., Shirafuji J., Electron emission characteristics of metal/diamond field emitters, Diamond and Related Mat., vol. 6, 1997, 889-892.

29. Djubua B.C., Chubun N.N., Field electron emission from DLC films, IEEE Trans. On Electron Device, vol. 38, 1991, pp.2314-2320.

30. Druz B.L., Polyakov V.I., Karabutov A.V., Rossukanyi N.M., Rukovishnicov A.I., Ostan E., Hayes A., Frolov V.D., Konov V.I., Diamond and Related Mat., vol.7,1998, pp.695-699.

31. Dadykin A., Naumovets A.G., Andreev V.D., Nachalnaya T.A., Semenovich V.A., Diamond and Related Mat., vol. 5, 1996, pp.771-776.

32. Cheah L.K., Shi X., Tay B.K., Silva S.R.P., Sun Z., Field emission from undoped and nitrogen-doped tetrahedral amorphous carbon film prepareted by filtered cathodic vacuum arc technique, Diamond and Related Mat., vol. 7, 1998, pp. 640-644.

33. Satyanarayna B.S., Hart A., Milne W.I., and Robertson J., Field emission from tetrahedral amorphous carbon, Appl. Phys. Lett.71, 1997, pp.1430-1432.

34. Weiss B.L., Badzian A., Pilione L., Badzian Т., Drawl W., Electron emission from disordered tetrahedral carbon, Appl. Phys. Lett., vol. 71, 1997, pp. 794796.

35. Robertson J., Field emission from carbon materials, Diamond Films and Tech., vol. 8,1998, pp. 225-236.

36. Baker F.S., Osborn A.R., Williams J., The carbon-fibre field emitter, J.Phys. D: Appl. Phys, vol. 7, 1974, pp. 2105-2115.

37. Gulyaev Yu.V., Grigoriev Yu.A., Sinitsyn N.I., Torgashov G.V., Shesterkin V.I., Torgashov I.G., Monolitic and film carbon field emitter arrays for microwave tubes, Tech. Digest of IVMS'97 Kyongju. Korea 1997, p.239-243.

38. Tcherepanov A.Y., Chakhovskoi A.G., Sharov V.B., Flat panel display prototype using low-voltage carbon field emitters, J. Vac. Sci. Tech. В., vol. 13, 1995, pp. 482-486.

39. Suvorov A.L., Sheshin E.P., Protasenko V.V., Bobkov A.F., Cheblukov Yu.N., Dolin D.E., Micro-rouged field electron graphyte cathodes prepared using radiation technique, Rev. "Le Vide, les Couches Mines", Supl. au №271, 1994, pp.326-329.

40. Бондаренко Б.В., Макуха В.И., Селиверстов B.A., Тишин Е.А., Шешин Е.П., Электронная техника. Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы, вып. 1(1990) 15.

41. Shesterkin V.I., Grigoriev Y.A., Emission characteristics of matrix carbon field emission cathodes with large current conditions, Tech. Digest of IVMC'97 Kyongju, Korea 1997, pp.739-742.

42. Елецкий A.B., УФН, вып. 167,1997, стр. 945.

43. 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. Sci. Technol. B, vol. 13,1995, pp. 435-436.

44. Chernozatonskii L.A., Gulayev Yu.V., Kosakovskaya Z.Ya., Sinitsyn N.I., Torgashov G.V., Zakharchenko Yu.F., Fedorov E.A., Val'chuk V.P., Chem. Phys.Lett., vol. 233, 1995, pp. 63.

45. Косаковская З.Я., Чернозатонский JT.A., Федоров E.A, Письма в ЖЭТФ, 56,1992, стр. 26.

46. Rinzler A.G., Hafner J.H., Nikolaev P., Lou L., Kim S.G., Tomanek D., Nordlander P., Colbert D.T., Smalley R.E., Unraveling nanotubes: field emission from an atomic wire, Science, vol. 269, 1995, pp.1550-1553.

47. Saito Y., Hamaguchi K., Hata K., Uchida K., Tasaka Y., Ikazaki F., Yumura M., Kasuya A., Nishina Y., Conical beams from open nanotubes, Nature, vol. 389, 1997, pp.554-555

48. Saito Y., Hamaguchi K., Hata K., Tohji K., Kasuya A., Nishina Y., Uchida K., Tasaka Y., Ikazaki F., Yumura M., Field emission from carbon nanotubes; purified single-walled and multi-walled tubes, Ultramicroscopy, vol. 73, 1998, pp. 1-6.

49. Bonard J.-M., Salvetat J.-P., Stockli Т., De Heer W.A., Forro L., Chatelain A., Field emission from single-wall carbon nanotube films, Appl. Phys.Lett, vol. 73,1998, pp.918-920.

50. Schmid H., Fink H.-W., Carbon nanotubes are cogerent electron sources, Appl. Phys.Lett., vol. 70,1997, pp.2679-2680.

51. Chen Y., Patel S., Ye Y., Shaw D., Guo L., Field emission from aligned high-density graphitic nanofibers, Appl. Phys. Lett., vol. 73,1998, pp. 2119-2121.

52. Фурсей Г.Н., Глазанов Д.В., Баскин JI.M., Евгеньев А.О., Кочерыженков А.В., Полежаев С. А., Свойства нанометровых автоэлектронных эмиттеров, Микроэлектроника, том 26, №2, 1997, стр. 89-96.

53. Bonard J.-M, Stockli Т., Maier F., De Heer W.A., Chatelain A., Field-emission-induced luminescence from carbon nanotubes, Phys. Rev. Let., vol. 81, 1998, pp.1441-1444.

54. Гуляев Ю.В., Синицын Н.И., Торгашов Г.В., Чернозатонский Л.А., Косаковская З.Я., Захарченко Ю.Ф., Микроэлектроника, 26,1997, стр.84.

55. Sowers А.Т., Ward B.L., Emglish S.L., Nemanich RJ, Measurements of field emission from nitrogen-doped diamond films, Diamond and Related Mat., vol. 9, 2000, pp. 1569-1573.

56. Коек F.A.M., Garguilo J.M., Nemanich R.J, Imaging electron emission from diamond film surface: N-doped diamond vs. nanostructured diamond, Diamond and Related Mat., vol. 10, 2001, pp. 1714-1718.

57. Steeds J.W., Gilmore A., Bussmann K.M., Butler J.E., Koidl P, On the nature of grain bondary defects in high quality CVD diamond films and their influence on physical properties, Diamond and Related Mat., vol.8, 1999, pp. 996-1005.

58. Davidson J., Kang W., Holmes K., et al, CVD diamond for components and emitters, Diamond and Related Mat., vol. 10, 2001, pp. 1736-1742.

59. Liu J.J., Chiu D.Y.T., Morton D.C., Kang D.H., Zhirnov V.V., Hren J.J., Cuomo J.J, Band gap structure and electron emission property of chemical-vapor-deposited diamond films, Solid-State Electronics, vol. 45, 2001, pp. 915919.

60. Karabutov A.V., Frolov V.D., Konov V.I., Ralchenko V.G., Gordeev S.K., Belobrov P.I, Low-field electron emission of diamon/pyrocarbon composites, J.Vac. Sci. Technol. B, vol. 19, 2001, pp. 965-970.

61. Karabutov A.V., Frolov V.D., Konov V.I, Diamond/sp2-bonded carbon structures: quantum well field electron emission?, Diamond and Related Mat., vol. 10, 2001, pp. 840-846.

62. Frolov V.D., Karabutov A.V., Pimenov S.M., Konov V.I, Electronic properties of the emission sites of low-field emitting diamond films, Diamond and Related Mat., vol. 9, 2000, pp. 1196-1200.

63. Groening O., Kuetell O.M., Emmeneger Ch., Groening P., Schlapbach L, Field emission proiperties of carbon nanotubes, J. Vac. Sci. Technol. B, vol. 18,2000, pp. 665-678.

64. Groening O., Nilsson L-O., Groening P., Schalapbach L, Properties and characterization of CVD diamond field emitters, Solid-State Electronics, vol.45,2001, pp. 929-944.

65. Cui J.B., Stammler M., Ristein J., Ley L, Role of hydrogen on field emission from CVD diamond and nanocrystalline diamond powder, J. Appl. Phys., vol. 88, 2000, pp.3667-3673.

66. Горелик B.C., Умаров Б.С. Введение в спектроскопию КРС в кристаллах. 1982,136 с.

67. Ramaswamy С., Nature, vol. 125, 1930, p. 704.

68. Shroder R.E., Nemanich R.J., Glass J.T., Raman spectroscopy of carbon materials, Phys. Rev. В., vol. 41,1990, pp. 3738-3745.

69. Павловский И.Ю., Образцов A.H., Спектрометр комбинационного рассеяния света для диагностики материалов in situ в газоразрядной плазме, ПТЭ, №2, 1998с. 144-148,.

70. Moulder J.F., Stickle W.F., Sobol Р.Е., Bomben Handbook of X Ray Photoelectron Spectroscopy. Perkin-Elmer, Eden Prairie, MN, 1992

71. Wagner C.D., Riggs W.M., Davis L.E., Moulder J.F., Muilenberg G.E. Handbook of X Ray Photoelectron Spectroscopy, Perkin-Elmer, Eden Prairie, MN, 1979.

72. Анализ поверхности методами Оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии , Под ред. Бриггса Д., Сиха М., Мир, М., 1987, 600 с.

73. Бажанов Н.П., Кораблев В.В., Кудинов Ю.А., Актуальные вопросы вторично-эмиссионной спектроскопии, Ленинград, 1985, 88 с.

74. Zaitsev A., Optical properties, in Handbook of Industrial Diamonds and Diamond Films. N. Y.: Marcel Dekker, Inc. 1997. P. 227.

75. Петров В.И., УФН. 1996. T.166. C.859.

76. Ager J.V., Kirk Veirs D., Rosenblatt G.M. Phys.Rev.B., vol. 43, 1991, p.6491.

77. Knight D.S., White W.B., Characterization of diamond films by Raman spectroscopy, J. Mater.Res., vol. 4, 1989, pp. 385-393

78. Musatov A.L., Kiselev N.A., Zakharov D.N., Kukovitskii E.F., Zhbanov A.I., Izrael'yant K.R., Chirkova E.G., Field electron emission from nanotube carbon layers grown by CVD process, Appl. Surface Science, vol.183, 2001, pp.111119.

79. Rao A.M., Jorio A., Pimenta M.A., et al., Polarized Raman Study of Aligned Multiwalled Carbon Nanotubes, Phys. Rev. Lett., vol. 84,2000, pp. 1820-1823.84.1ijima S., Nature, vol.354, p.56, 1991.

80. Saito R., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S, Physical Properties of Carbon Nanotubes, Imperial College Press, London, 1998.

81. Latham R.V., Wilson D.A, Electroluminescence effects associated with the field emission of electrons from a carbon fibre micropoint emitter, J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 14, 1981, pp. 2139-2145.

82. Latham R.V., Wilson D.A, The energy spectrum of electrons field emitted from carbon fibre micropoint cathodes, J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 16, 1983, pp. 455-463.

83. Hiura H., Ebbesen T.W., Fujita J., Tanigaki K., Takada T. Role of sp3 defect structures in graphite and carbon nanotubes, Nature, vol.367, 1994, p. 148.

84. Kuznetsov V.L., Chuvilin A.L., Butenko Yu.V., Stankus S.V., Khairulin R.A., Gutakovskii A.K. Closed curved graphite-like structures formation on micron-size diamond, Chem. Phys. Lett., vol.289, 1998, pp. 353-360.

85. Salver-Disma F., Tarascon J.-M., Clinard C., Rouzaud J.-N, Transmition electron microscopy studies on carbon materials prepared by mechanical milling, Carbon, vol.37,1999, pp. 1941-1959.

86. Huang J.Y., Yasuda H., Mori H, Highly curved carbon nanostructures produced by ball-milling, Chem. Phys. Lett., vol. 303,1999, pp. 130-134.

87. Moriguchi K., Menetoh S., Abe M., et al, Nano-tube-like surface structure in graphite particles and its formation mechanism, J. of Appl. Phys., vol. 88, 2000, pp. 6389-6377.

88. Robinson K.E., Edie D.D, Microstructure and texture of pitch-based ribbon fibers for thermal management, Carbon, vol. 34, 1996, pp. 13-36.

89. Hong S.-H., Korai Y., Mochida I, Mesoscopic texture at the skin area of mesophase pitch-based carbon fiber, Carbon, vol. 38, 2000, pp. 805-815.

90. Sheshin E.P, Field emission of carbon fibers, Ultramicrospicay, vol. 79, 1999, pp. 101-108.

91. Шешин Е.П, Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов, Изд. МФТИ «Физматкнига», М., 2001, 287 С.

92. Sheibe H.-J., Banzhof Н., Luft A., et al., Rep. On the Int. Conf. DIAMOMD'98, Greece, 1998, Abs. No 8.5.6.

93. Terranova M.L., Sessa V., Rossi M, Tree-like carbon nanostructures generated by the action of atomic hydrogen in glassy carbon, Chem. Phys. Lett., vol. 336, 2001, pp. 405-409.

94. Kuzumaki Т., Takamura Y., Ichinose H., Horiike Y, Structural change at the carbon-nanotube tip by field emission, Appl. Phys. Lett., vol. 78, 2001, pp. 3699-3701.

95. Dean K.A., Chalamala B.R, Current saturation mechanism in carbon nanotube field emitters, Appl. Phys. Lett., vol. 76, 2000, pp. 375-377.

96. Saito Y., Uemura S, Field emission from carbon nanotubes and its application to electron sources, Carbon, vol. 38, 2000, pp. 169-182.

97. An В., Fukuyama S., Yokogawa K., et al, Single pentagon in a hexagonal carbon lattice revealed by scanning tunneling microscopy, Appl. Phys. Lett., vol.78, 2001, pp. 3696-3698.

98. Chen Y., Shaw D.T., Guo L, Field emission of different oriented carbon nanotubes, Appl. Phys. Lett., vol. 76, 2000, pp.2469-2471.

99. Binh V.T., Dupin J.P., Adessi Ch., Semet V, Solid-state field-controlled emitters: a thin-film technology solution for industrial cathodes, Solid-State Electronics, vol. 45, 2001, pp. 1025-1031.

100. Binh V.T., Adessi, New mechanism for electron emission from planar cold cathodes: the solid-state field controlled electron emitter, Phys. Rev. Lett., vol. 85, 2000, pp. 864-867.

101. Musatov A.L., Kiselev N.A., Zakharov D.N., Kukovitskii E.F., Izrael'yant K.R., Chirkova E.G., Field electron emission from nanotube carbon layers grown on Ni foil, abstracts of int. Workshop IWFAC, 2002, p.57.

102. Bonard J.-M., Stockli Т., Noury O., Chatelain A., Field emission from cylindrical carbon nanotube cathodes: Possibilites for luminescent tubes, Appl. Phys.Lett., vol. 78, 2001, pp. 2775-2777.

103. Список основных публикаций по результатам, представленным в настоящей работе

104. Obraztsov A.N., Pavlovsky I.Yu., Yolkov A.P., Rakova E.V., Nagovitsyn S.P. Electron field emission from CVD diamond films , In book "Diamond Materials" Ed. Davidson J.L., Brown W.D., The Electrochem. Soc. Inc., 1997, p. 682-690.

105. Obraztsov A.N., Pavlovsky I.Yu., Volkov A.P., Rakova E.V., Nagovitsyn S.P. Electron field emission from CVD diamond films, J. Electrochem. Soc., 1998, vol.145, No 7, p. 2572-2576.

106. Obraztsov A.N., Pavlovsky I.Yu., Volkov A.P., Petrov V.I., Petrov A.S., Rakova E.D., Roddatis V.V., Nagovitsyn S.P. A Mechanism of Field Electron Emission from Nanoclustered carbon Materials, Diamond Films and Technology, 1998, vol.8, No 4, p. 249-260.

107. Obraztsov A.N., Pavlovsky I.Yu., Volkov A.P. Low-voltage electron emission from chemical vapor deposition graphite films, J. Vac. Sci. Technol. B, 1999, vol. 17(2), p. 674-678.

108. Образцов A.H., Волков А.П., Павловский И.Ю. Механизм холодной эмиссии электронов из углеродных материалов, Письма в ЖЭТФ, 1998, т. 68, вып. 1, с. 56-60.

109. Образцов А.Н., Волков А.П., Павловский И.Ю., Чувилин A.JL, Рудина Н.А., Кузнецов В.Л., Роль кривизны атомных слоев в полевой эмиссии электронов из графитоподобного наноструктурированного углерода, Письма в ЖЭТФ, 1999, т.69, вып. 5, с. 381-386.

110. Obraztsov A.N., Pavlovsky I.Yu., Volkov A.P., Petrov A.S., Petrov V.I., Rakova E.V., Roddatis V.V. Electron field emission and structural properties of carbon chemically vapor-deposited films, Diamond and Realted Materials, 1999, vol. 8, p. 814-819.

111. Obraztsov A.N., Pavlovsky I.Yu., Volkov A.P., Kuznetsov V.L., Chuvilin A.L. Thin film cold cathode from nanostructured carbon, In book "Electronic

112. Properties of Novel Materials" Ed. Kuzmany H., Fink J., AIP, 1999, p. 444446.

113. Obraztsov A.N., Pavlovsky I.Yu., Volkov A.P. Aligned carbon nanotube films for cold cathode applications, J. Vac. Sci. Technol. B, 2000, vol. 18(2), p. 1-6.

114. Obraztsov A.N., Volkov A.P., Pavlovsky I.Yu. Field emission fromnanoclustered carbon materials, Diamond and Related Materials, 2000, vol.5, p. 456-463.

115. Obraztsov A.N., Volkov А.Р., Boronin A.I., Kosheev S.V. Rehybridization of atomic orbitals and field emission properties of nanosructured graphite-like materials, in book Cold Cathodes. The Electrochemical Cociety, Inc. Proc. Vol. 2000-28 p.263-272.

116. Obraztsov A.N., Volkov A.P. Synthesis, Characterization and Application of Thin Film Carbon Nanotube Material, in book Flat-Panel Displays and Sensors Principles, Materials and Processes. MRS Proc. Vol. 663 p. A13.1.1-A13.1.6

117. Образцов A.H., Павловский И.Ю., Волков А.П. Автоэлектронная эмиссия в графитоподобных пленках, ЖТФ, 2001, т. 71, вып.11, с. 89-95.