В работе экспериментально исследованы эмиссионные свойства тонких пленок нескольких металлов (Mo, Ni, W, Ti и Zr), нанесенных на кремниевые подложки методом магнетронного распыления. При эффективной толщине 6–10 нм, многие образцы пленок показали способность эмитировать электроны при комнатной температуре в поле с макроскопической напряженностью порядка единиц В/мкм. Оптимизированная процедура термополевой обработки позволяла дополнительно активировать их эмиссионные свойства, снижая эмиссионный порог в несколько раз. Была выявлена корреляция эмиссионных свойств пленок с топографией их поверхности, определяемой методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). При этом выраженной корреляции эмиссионной способности с прочими характеристиками покрытий (в том числе с видом металла и типом проводимости подложки) обнаружено не было. Полученные экспериментальные результаты свидетельствуют в пользу двухтемпературной ("горячеэлектронной") модели эмиссионного механизма для изученных покрытий.

The paper presents an experimental study of the low-threshold field electron emission from thin films of metals (Mo, W, Zr, Ni and Ti) deposited on silicon substrates by magnetron sputtering. Several samples of such films having effective thickness in the range 6–10 nm were capable of room-temperature electron emission in electric field with macroscopic intensity as low as a few kV/mm. Optimized thermofield treatment procedure further improved their emission properties reducing the threshold field by several times. AFM study revealed a correlation between film’s emission properties and their surface topography. At the same time, no equally pronounced correlation of the emissivity with other characteristics of coatings (including the sort of the metal and the silicon substrate conductivity type) was detected. Results of the study witness in favor of two-temperature (or hot-electron) emission mechanism for the investigated coatings.

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Выходит с 07.2019. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. Т. 14, № 1, 2021. — 1 файл (11,3 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-240.pdf>.