本文提出采用鎳硅顆粒薄膜作為表面傳導電子發射顯示的發射體材料，通過光刻和磁控濺射在兩電極（10 μm 間隙）之間制備30 nm 厚的鎳硅顆粒膜。施加三角波電壓進行電形成工藝，并測試了器件的電學特性。獲得主要結果有，在器件陽極電壓2000 V 和器件陰極電壓13 V 的作用下，可以重復探測到穩定的器件發射電流，并且隨器件陰極電壓的增加而明顯增加，最大的發射電流達到了1.84 μA（共18個單元）；電形成過程中，單個發射體單元的薄膜電阻從13 Ω 增加到10913 Ω；通過對器件發射電流的Fowler - Nordheim 結分析，可以確定電子發射機理屬于場致電子發射。

　　顯示技術發展已經進入了平板顯示的時代，目前主流的平板顯示技術主要有液晶顯示、等離子體顯示、有機電致發光顯示、電致發光顯示、場發射顯示等，其中場發射顯示具有和CRT 類似的顯示性能。早期發展的微尖型和碳納米管型場發射顯示器件存在諸多問題，至今沒有商業化生產，主要問題在于場發射體的均勻性和壽命以及器件所需的較高真空度。后來發展的可印刷場發射顯示和表面傳導電子發射顯示（SED）可以有克服發射均勻性和壽命的問題，被認為是最具有前景的場發射顯示技術。表面電子發射的提出最早可以追溯到1965 年；隨后M. Hartwell 等人利用氧化銦錫薄膜制作了發射體，并且觀察到強烈的表面電子發射；對金屬和半導體島狀薄膜的研究表明其也具有表面電子發射的能力；佳能公司應用氧化鈀作為表面電子發射材料，成功制作表面傳導電子發射顯示器件。

　　作者認為，目前表面傳導電子發射顯示器件的發展，核心問題在于陰極電子發射材料的深入研究開發，目的在于提高陰極發射材料的各項性能；但是目前關于表面傳導電子發射顯示陰極發射材料的研究報道較少，僅僅佳能一家。本文報道了一種金屬- 半導體顆粒薄膜，用作SED 的電子發射體材料，研究了顆粒膜的電形成工藝和電子發射特性。顆粒膜是一種微粒鑲嵌在另外一種材料網狀結構中而形成的復合體。一般有幾種常見的形式：金屬- 半導顆粒膜、金屬- 介質顆粒膜、金屬- 金屬顆粒膜、半導體- 介質顆粒膜等。顆粒膜可以表現出不同于單一材料的性能，并且材料的可控性強。期望通過對顆粒膜的工藝研究，制備出適合SED表面電子發射需要的顆粒膜種類。

3、結論

　　本文采用鎳硅顆粒膜作為SED 發射陰極材料，制作了發射陣列；在三角波電壓的作用下顆粒膜的結構發生變化，并觀測到明顯的發射電流。主要的結論有：顆粒膜的電阻在器件電壓的作用下明顯增加，一個單元的電阻從開始的13 Ω 到電形成后的10.9 kΩ，原因是因為顆粒膜中鎳導電網絡遭到破壞；在器件陰極電壓的作用下，可以觀測到明顯的發射電流，發射電流隨器件陰極電壓的增加呈指數增加，發射電流的來源于陽極電場捕獲的散射的電子；FN 結的分析表明器件發射電流的機理屬于場發射。