FED---Field Emission Display (or Field Effection Display) 是指所謂電子發(fā)射是指電子從陰極逸出進(jìn)入真空或其它氣體媒質(zhì)中的...
FED---Field Emission Display (or Field Effection Display) 是指所謂電子發(fā)射是指電子從陰極逸出進(jìn)入真空或其它氣體媒質(zhì)中的過程。所有物體都含有大量的電子,常態(tài)下不逸出物體,當(dāng)電子獲得足夠的能量,足以克服阻礙其逸出物體表面的力時(shí),便產(chǎn)生了電子發(fā)射。
技術(shù)原理
場(chǎng)致電子發(fā)射又稱為冷電子發(fā)射,只需要在陰極表面加一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng),不需要任何附加的能量,就能使陰極內(nèi)的電子具有足夠的能量從表面逸出。它的一個(gè)重要應(yīng)用就是場(chǎng)致電子發(fā)射顯示器即FED(field emission display, FED)。
其工作原理是使用電場(chǎng)自發(fā)射陰極(cathode emitter)材料的尖端放出電子來轟擊屏幕上的熒光粉,啟動(dòng)熒光粉而發(fā)光,有點(diǎn)類似CRT的工作原理,但不同的是CRT在顯像管內(nèi)部有三個(gè)電子槍,為了使電子束獲得足夠的偏離還不得不把顯像管做得必須有一段距離長(zhǎng),因此CRT顯示器又大又厚又重。而FED在每一個(gè)熒光點(diǎn)后面不到3mm處都放置了成千上萬個(gè)極小的電子發(fā)射器,同時(shí)用場(chǎng)發(fā)射技術(shù)作為電子來源以取代傳統(tǒng)CRT顯像管中的熱電子槍,由于不是使用熱能,使得場(chǎng)發(fā)射電子束的能量分布范圍較傳統(tǒng)熱電子束窄而且具有較高亮度,因而可以用于平面顯示器并帶來了很多優(yōu)秀特色。
特點(diǎn)
場(chǎng)發(fā)射與其它三種電子發(fā)射有性質(zhì)上的不同。熱電子發(fā)射、光電子發(fā)射、次級(jí)電子發(fā)射都是以不同的形式給予物體內(nèi)電子以能量,使它們能越過物體表面上的勢(shì)壘而逸出。場(chǎng)發(fā)射的電子不是靠外部給予能量而被激發(fā),場(chǎng)致電子發(fā)射或者是用外部強(qiáng)電場(chǎng)來壓抑表面勢(shì)壘,使得固體材料的表面勢(shì)壘最高點(diǎn)降低,勢(shì)壘寬度變窄,基于動(dòng)力學(xué)原理使得電子可隧穿表面勢(shì)壘而逸出(外場(chǎng)致發(fā)射);或者用內(nèi)部強(qiáng)電場(chǎng)使電子從金屬基底進(jìn)入介質(zhì)層,并在介質(zhì)層中得到加速而獲得足夠能量,不再需要另加能量就可逸出(內(nèi)場(chǎng)致發(fā)射)。
作用
外場(chǎng)電有兩個(gè)作用:一是降低表面勢(shì)壘,二是減少勢(shì)壘寬度。Fowler和Nordheim用量子力學(xué)的觀點(diǎn)解釋了金屬的場(chǎng)致發(fā)射現(xiàn)象,稱為FN理論。
半導(dǎo)體材料在電場(chǎng)中的行為比金屬更為復(fù)雜,主要是由于存在電場(chǎng)滲透現(xiàn)象和更為復(fù)雜的表面態(tài)影響。人們做了許多實(shí)驗(yàn)表明半導(dǎo)體材料包括硅、金剛石薄膜的場(chǎng)發(fā)射基本符合FN理論,而且FN理論在物理圖象上非常清楚,容易為人們所接受,因此在對(duì)半導(dǎo)體材料場(chǎng)發(fā)射結(jié)果的具體的討論中,人們也通常采用FN理論。場(chǎng)致電子發(fā)射是量子力學(xué)中隧道效應(yīng)的結(jié)果,體現(xiàn)電子波動(dòng)性,由于外加電場(chǎng)使表面勢(shì)壘高度降低,寬度變窄,電子穿透勢(shì)壘的幾率增加,因而發(fā)射電流隨之增加,場(chǎng)致發(fā)射的電子主要來自于費(fèi)米能級(jí)附近較窄的能帶上。
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