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GRAPHENE FILM, ELECTRON PERMEABLE ELECTRODE AND ELECTRON EMISSION ELEMENT meetings

Patent code P160012875
File No. 15-031,S2015-1988-N40
Posted date Mar 25, 2016
Application number P2015-167777
Publication number P2017-045639A
Date of filing Aug 27, 2015
Date of publication of application Mar 2, 2017
Inventor
  • (In Japanese)村上 勝久
  • (In Japanese)藤田 淳一
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人筑波大学
  • (In Japanese)国立研究開発法人産業技術総合研究所
Title GRAPHENE FILM, ELECTRON PERMEABLE ELECTRODE AND ELECTRON EMISSION ELEMENT meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal-insulator-metal (MIM) type electron emission element with high electron emission efficiency.
SOLUTION: An electron emission element 20 comprises a lower electrode layer 21, an insulator layer 22, and an electron permeable electrode 23. The electron permeable electrode 23 allows electrons to permeate in a direction intersecting the inner direction of a crystal face so that no impurities may be detected in the center portion in the thickness direction. The electron permeable electrode 23 is made of a graphene film with a film thickness of 0.35 to 0.40 nm. The insulator layer 22 is formed to have a film thickness of 5 to 20 nm.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
  • 5C227AA02
  • 5C227AA14
  • 5C227AA15
  • 5C227AA17
  • 5C227CC03
  • 5C227GG12
  • 5C227GG18
  • 5C227HH12
  • 5C227HH38
Drawing

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JP2015167777thum.jpg
State of application right Published
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