独立场效应管控制的场发射器件的研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

场发射器件作为一种新型电子发射器件，具有电流密度高、响应速度快、开启电压低等优点，在微波功率放大器、高分辨率显示器、微纳电子源等领域具有广泛的应用前景。

然而，传统场发射器件存在驱动电压高、发射电流稳定性差等问题，限制了其进一步发展。

本选题旨在研究一种新型的独立场效应管控制的场发射器件，通过将场效应管与场发射阴极集成在一体，利用场效应管的栅极电压调控场发射阴极的电子发射，以实现对场发射电流的精确控制，提高器件的性能和稳定性。

2. 本选题国内外研究状况综述

场发射器件自上世纪60年代问世以来，得到了广泛的关注和研究。

近年来，随着微纳加工技术的发展，场发射器件的性能不断提升，应用领域不断拓展。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题研究的主要内容包括：
1.独立场效应管控制的场发射器件的设计：根据场发射理论和场效应管工作原理，设计合理的器件结构，优化场发射阴极和场效应管的集成方案，实现场效应管对场发射电流的有效调控。

2.场发射阴极的制备：研究高效稳定的场发射阴极制备工艺，优化制备参数，提高场发射阴极的性能和可靠性。

3.器件性能测试与分析：搭建测试平台，对制备的器件进行电流-电压特性、稳定性、场发射均匀性等方面的测试，分析器件的性能参数，并探讨独立场效应管控制场发射的物理机制。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，逐步开展以下研究工作：
1.理论分析阶段：通过查阅文献，研究场发射理论、场效应管工作原理以及独立场效应管控制场发射的相关理论基础，为器件设计和性能分析提供理论依据。

2.数值模拟阶段：利用comsol等仿真软件，对设计的器件结构进行数值模拟，分析器件的电场分布、电子发射特性等，优化器件结构和工作参数，为器件制备提供指导。

3.器件制备阶段：利用微纳加工技术，制备独立场效应管控制的场发射器件。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.提出一种新型的独立场效应管控制的场发射器件结构，将场效应管与场发射阴极集成在一体，利用场效应管的栅极电压精确调控场发射电流，有望克服传统场发射器件驱动电压高、发射电流稳定性差等问题。

2.针对独立场效应管控制的场发射器件结构，研究高效稳定的场发射阴极制备工艺，优化制备参数，提高场发射阴极的性能和可靠性。

3.通过实验测试和理论分析，揭示独立场效应管控制场发射的物理机制，为新型场发射器件的设计和开发提供理论依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 黄浩, 郝跃, 张荣. 真空微电子学及其应用[j]. 真空科学与技术学报, 2019, 39(06): 601-611.

[2] 刘波, 王晓冬, 白雪飞, 等. 场发射显示器件的研究进展[j]. 真空科学与技术学报, 2017, 37(10): 1023-1033.

[3] 刘兴, 周玲, 邓晓, 等. 场致电子发射阴极材料的研究进展[j]. 材料导报, 2020, 34(16): 5953-5965.