Abstract
Field emission behavior from vitreous carbon powders deposited on Mo coated glass by electro-phoretic method was investigated. Although the vitreous carbon has only $sp^2$ hybridized carbon bond, we could observe an excellent field emission behavior. Reproducible electron emission was observed without initiation process which is known to be needed in most carbon cathode materials. Critical electric field for electron emission was in the range from 3 to 4 MV/m. The effective work function was estimated to be about 0.06 eV, as obtained from the slope of Fowler-Nordheim plot. The stability of the emission behavior characterized by repeated I-V measurements, was much superior to the Si tips. We observed the possibility of full area light emission in vitreous carbon materials. This results showed that the field emission is not intimately related to the $sp^3$ hybridization of carbon, but the electrical properties of cathod/electrode interface or the conductivity of the cathode materials which required for the electron transport to the cathode surface.
Mo이 코팅된 유리기판 상에 전기영동법으로 도포된 유리화 비정형 탄소분말의 전계방출 특성을 조사하였다. 탄소의 $sp^2$결합만으로 이루어진 유리화 비정형 탄소는 전계방출을 얻기 위한 초기화 공정 없이도 규칙적인 전계방출 거동을 보이고 있었다. 전자의 방출이 시작되는 임계전장의 크기는 3에서 4 MV/m 구간의 값을 가지고 있었으며, Fowler-Nordheim plot로부터 평가된 effective work function은 약 0.06 eV였다. 전류전압거동의 반복측정에 의해 관찰된 바와 같이 전계방출의 안정성 면에서 유리화 비정형 탄소는 Si tip보다 우수하였으며, 도포된 전체면적에서 전면발광의 가능성을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 탄소계 물질에서 관찰되는 전계방출이 탄소의 $sp^3$결합과 밀접하게 관련되어 있지 않으며, 전자가음극물질의 표면으로 이동하는데 필요한 전기전도성, 혹은 기판과 음극물질 계면에서의 전자이동 등이 전계방출의 거동을 결정하는 중요한 요인임을 보여주고 있다.
