We present a simple method for improving the field emission performance of tungsten-tip electron sources based on single-walled carbon nanotube (SWCNT) modification. By coating a sandwich-like thin film of Al–Fe–Al (with Fe as a catalyst) on a tungsten tip, SWCNTs were synthesized at 600 °C in a chemical vapor deposition (CVD) reactor. The influence of CNT modification on the electron emission characteristics of the emitters was investigated by means of a triode structure. We have found that CNT-modified tungsten tips exhibit low threshold-voltage for electron emission, and improved emission-current stability, compared with nonmodified and Al–Fe–Al-coated needles.

1.
K. B.K.
Teo
,
R. G.
Lacerda
,
M. H.
Yang
,
A. S.
Teh
,
L. A.W.
Robinson
,
S. H.
Dalal
,
N. L.
Rupesinghe
,
M.
Chhowalla
,
S. B.
Lee
,
D. A.
Jefferson
,
D. G.
Hasko
,
G. A.J.
Amaratunga
,
W. L.
Milne
,
P.
Legangneux
,
L.
Gangloff
,
E.
Minoux
,
J. P.
Schnell
, and
D.
Pribat
,
IEE Proc.-G: Circuits, Devices Syst.
151
,
443
(
2004
)
2.
L.
Zhang
,
L.
Balzano
, and
D. E.
Resasco
,
J. Phys. Chem. B
109
,
14375
(
2005
).
3.
J-M.
Bonard
,
T.
Stockli
,
O.
Noury
, and
A.
Chatelain
,
Appl. Phys. Lett.
78
,
2775
(
2001
).
4.
D.
Ferrer
,
T.
Shinada
,
T.
Tanii
,
J.
Kurosawa
,
G.
Zhong
,
Y.
Kubo
,
S.
Okamoto
,
H.
Kawarada
, and
I.
Ohdomari
,
Appl. Surf. Sci.
234
,
72
(
2004
).
5.
N.
de Jonge
,
J. Appl. Phys.
95
,
673
(
2004
).
6.
N.
de Jonge
,
M.
Allioux
,
J. T.
Oostveen
,
K. B.K.
Teo
, and
W. I.
Milne
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
133118
1
(
2005
).
7.
Y.
Konishi
,
S.
Hokushin
,
H.
Tanaka
, and
L.
Pan
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
44
,
1648
(
2005
).
8.
G.
Zhong
,
T.
Iwasaki
,
K.
Honda
, and
Y.
Furukawa
,
I.
Ohdomari
, and
H.
Kawarada
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
44
,
1558
(
2005
).
9.
G.
Zhong
,
M.
Tachiki
,
H.
Umezawa
,
T.
Fujisaki
,
H.
Kawarada
, and
I.
Ohdomari
,
Chem. Vap. Deposition
10
,
125
(
2004
).
10.
Y.
Nakayama
and
S.
Akita
,
New J. Phys.
5
,
128
1
(
2003
).
11.
N.
de Jonge
,
Y.
Lamy
,
K.
Shoots
, and
T. H.
Oosterkamp
,
Nature (London)
420
,
393
(
2002
).
12.
R. G.
Lacerda
,
A. S.
Teh
,
M. H.
Yang
,
K. B.
Teo
,
N. L.
Rupesinghe
,
S. H.
Dalal
,
K. K.K.
Koziol
,
D.
Roy
,
G. A.J.
Amaratunga
,
W. I.
Milne
,
M.
Chhowalla
,
D. G.
Hasko
,
F.
Wyczisk
, and
P.
Legagneux
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
269
(
2004
).
13.
A.
Jorio
,
M. A.
Pimenta
,
A. G.Souza
Filho
,
R.
Saito
,
G.
Dresselhaus
, and
M. S.
Dresselhaus
,
New J. Phys.
5
,
139
1
(
2003
).
14.
R.
Saito
,
A.
Gruneis
,
Ge. G.
Samsonidze
,
V. W.
Brar
,
G.
Dresselhaus
,
M. S.
Dresselhaus
,
A.
Jorio
,
L. G.
Cancado
,
C.
Fantini
,
M. A.
Pimenta
, and
A. G.Souza
Filho
,
New J. Phys.
5
,
157
1
(
2003
).
15.
T.
Tanii
,
S.
Fujita
,
Y.
Numao
,
I.
Matsuya
,
M.
Sakairi
,
M.
Masahara
, and
I.
Ohdomari
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
44
,
5191
(
2005
).
16.
Y.
Saito
,
S.
Uemura
, and
K.
Hamaguchi
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
37
,
L346
(
1998
).
17.
J.-M.
Bonard
,
J.-P.
Salvetat
,
T.
Stockli
,
W. A.
de Heer
,
L.
Forro
, and
A.
Chatelain
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
918
(
1998
).
18.
J.-M.
Bonard
,
J.-P.
Salvetat
,
T.
Stockli
,
L.
Forro
, and
A.
Chatelain
,
Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process.
69
,
245
(
1999
).
19.
H.
Tanaka
,
S.
Akita
,
L.
Pan
, and
Y.
Nakayama
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
43
,
864
(
2004
).
20.
J.-M.
Bonard
,
F.
Maier
,
T.
Stockli
,
A.
Chatelain
,
W. A.
de Heer
,
J.-P.
Salvetat
, and
L.
Forro
,
Ultramicroscopy
73
,
7
(
1998
).
21.
K.
Dean
and
B. R.
Chalamala
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
375
(
2000
).
You do not currently have access to this content.