[发明专利]一种场电子发射阴极的制备方法

权利要求书

1.一种场电子发射阴极的制备方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成纳米晶金刚石薄膜；

将形成有纳米晶金刚石薄膜的衬底在含氧气氛中退火，从而得到金刚石纳米毛刺结构；以及

将所述金刚石纳米毛刺结构的表面处理为氢终端；

通过化学气相沉积法在所述衬底上形成纳米晶金刚石薄膜；

所述化学气相沉积法为微波等离子体化学气相沉积法；

通过调节化学气相沉积法的工艺参数在所述衬底上形成具有密集竖直排列的金刚石相纳米骨架结构的纳米晶金刚石薄膜，且骨架间由非金刚石相碳组成，所述工艺参数包括工作气氛、工作气压、功率、衬底温度；

所述工作气氛为CH₄和H₂；

所述衬底上氢终端金刚石纳米毛刺的分布密度为1.0×10⁹cm^-2以上。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，金刚石纳米毛刺具有大长径比。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述衬底为金刚石、硅、GaN、SiC、BN、铱或不锈钢。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在形成所述纳米晶金刚石薄膜之前，对所述衬底的表面进行预处理，所述预处理为植入晶种、机械刮擦、超声刮擦、偏压增强、脉冲激光辐射、离子注入、预沉积石墨或预沉积无定形碳。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述含氧气氛为空气气氛或者氧气和惰性气体的混合气氛；退火温度为400℃以上。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在制备所述氢终端的步骤中，处理方法为氢化处理。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氢化处理为等离子体氢化或高温氢化。