[发明专利]热电子发射器件

说明书

本发明涉及一种热电子发射器件，其包括一栅极，该栅极的表面设置一绝缘层；一第一电极及一第二电极间隔设置于所述绝缘层的表面并与所述栅极绝缘设置；一根碳纳米管设置于所述绝缘层上方，所述碳纳米管具有相对的第一端和第二端以及位于第一端和第二端之间的中间部，所述碳纳米管的第一端与所述第一电极接触电连接，所述碳纳米管的第二端与所述第二电极接触电连接。本发明额外设置一栅极对所述热电子发射器件进行调控，可以进一步增强该热电子发射器件的热发射电流，有利于大电流密度和高亮度的应用。

技术领域

本发明涉及一种热电子发射器件，尤其涉及一种栅极调控的热电子发射器件。

背景技术

电子发射是指材料中的电子获得能量克服势垒的束缚发射到真空的现象。按照电子获得额外能量和克服它们逸出功的方式，可以将电子发射分为热电子发射、场电子发射、光电子发射及次级电子发射，其中，热电子发射是目前最稳定、最简便、应用最广泛的电子发射方法之一。热电子发射是利用加热的方法使发射体内部电子的动能增加，以致使一部分电子的动能大到足以克服发射体表面势垒而逸出体外。现有技术中，热发射电子器件的热发射电流受到偏压的控制，随偏压的增大而增大，但是热发射电流在增大到一定程度后会达到饱和，并不能满足更大电流密度和更高亮度的要求。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种热电子发射器件，该热电子发射器件的热发射性能在栅极的调控下可以得到进一步增强。

一种热电子发射器件，其包括：

一栅极，该栅极的表面设置一绝缘层；

一第一电极及一第二电极间隔设置于所述绝缘层的表面并与所述栅极绝缘设置；

一根碳纳米管设置于所述绝缘层上方，所述碳纳米管具有相对的第一端和第二端以及位于第一端和第二端之间的中间部，所述碳纳米管的第一端与所述第一电极接触电连接，所述碳纳米管的第二端与所述第二电极接触电连接。

与现有技术相比，本发明额外设置一栅极对热电子发射器件进行调控，该栅极可以调控热电子发射体的偏置电流，从而可以进一步增强该热电子发射器件的热发射电流，有利于大电流密度和高亮度的应用；而且，碳纳米管作为一维纳米材料，具有纳米级尺寸，可以进一步降低该热电子发射器件的尺寸。

附图说明

图1为本发明第一实施例所提供的热电子发射器件的结构示意图。

图2为本发明第一实施例所提供的另一种热电子发射器件的结构示意图。

图3为本发明实施例所提供的制备热电子发射器件的工艺流程图。

图4为本发明第二实施例所提供的热电子发射器件的结构示意图。

图5为本发明第二实施例所提供的另一种热电子发射器件的结构示意图。

图6为本发明第三实施例所提供的热电子发射器件的结构示意图。

图7为本发明第三实施例所提供的另一种热电子发射器件的结构示意图。

图8为本发明所提供的碳纳米管的偏置电流随栅极电压变化的曲线图。

图9为本发明所提供的碳纳米管的热发射电流随栅极电压变化的曲线图。

主要元件符号说明

热电子发射器件 10、20、30

栅极 101、201、301

绝缘层 102、202、302

第一电极 103、203、303