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グラフェン膜、電子透過電極及び電子放出素子 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P160012875
整理番号 S2015-1988-N40/15-031
掲載日 2016年3月25日
出願番号 特願2015-167777
公開番号 特開2017-045639
出願日 平成27年8月27日(2015.8.27)
公開日 平成29年3月2日(2017.3.2)
発明者
  • 村上 勝久
  • 藤田 淳一
出願人
  • 国立大学法人 筑波大学
発明の名称 グラフェン膜、電子透過電極及び電子放出素子 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】電子放出効率の高いMIM型電子放出素子を提供する。
【解決手段】電子放出素子20は、下部電極層21、絶縁体層22、および電子透過電極23より構成される。電子透過電極23は、結晶面内方向に対して交差する方向に電子を透過させるために、厚み方向中央部において不純物が検出されず、膜厚が0.35nm~0.40nmのグラフェン膜により形成される。絶縁層22は、膜厚が5nm~20nmとなるように形成される。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


近年、ナノスケールの電子放出素子に注目が集まっている。電子放出素子は、電子の輸送媒体が真空である。そのため電子放出素子は、チャネルでの電子散乱が無く高速動作が可能であるという特徴、低温から300℃以上の高温でも動作可能であるという特徴、耐放射線特性に優れているという特徴を有する。そのため、CMOSを補完するデバイスとして期待されている(例えば、非特許文献1等)。



電子放出素子としては、ナノサイズの針状の金属陰極構造を有する電子放出素子、MIS(Metal/Insulator/Semiconductor)構造及びMIM(Metal/Insulator/Metal)構造を有する平面型の電子放出素子等が知られている(例えば、特許文献1~3及び非特許文献2及び3等)。



平面型の電子放出素子は、放出電子の安定性が高い、放出電子の直進性が高い、10V以下の低電圧で動作可能、既存の半導体プロセスで作製可能、低真空でも安定動作可能、電子を面放出できる等の特徴を有している。

産業上の利用分野


本発明は、グラフェン膜、電子透過電極及び電子放出素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
結晶面内方向に対して交差する方向に電子を透過させるために用いられるグラフェン膜。

【請求項2】
厚み方向中央部において不純物が検出されない請求項1に記載のグラフェン膜。

【請求項3】
請求項1または2のいずれかに記載のグラフェン膜を含む電子透過電極。

【請求項4】
金属又は半導体からなる下部電極と、
前記下部電極の一面に設けられた絶縁体層と、
前記絶縁体層の前記下部電極と反対側の面に形成された請求項3に記載の電子透過電極と、を備える電子放出素子。

【請求項5】
前記電子透過電極の膜厚が、0.35nm~40nmである請求項4に記載の電子放出素子。

【請求項6】
電子を放射する領域における前記絶縁体層の膜厚が、5nm~20nmである請求項4または5のいずれかに記載の電子放出素子。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 5C227AA02
  • 5C227AA14
  • 5C227AA15
  • 5C227AA17
  • 5C227CC03
  • 5C227GG12
  • 5C227GG18
  • 5C227HH12
  • 5C227HH38
画像

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JP2015167777thum.jpg
出願権利状態 公開
この特許について質問等ある場合は、電子メールによりご連絡ください。


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