微型场发射电子器件

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本发明系关於一种微型场发射电子器件，其包括：一基底；一第一绝缘层与一第二绝缘层相隔一定距离设置於基底上；一阴极电极层与一阳极电极层分别设置於第一绝缘层与第二绝缘层上，该阴极电极层具有一场发射端正对该阳极电极层，该徵型场发射电子器件内密封有惰性气体，且满足条件式：h& lt; ，其中，h为阴极电极层的场发射端与阳极电极层之间的间距；为电子在惰性气体环境中的自由程。 A field emission microelectronic device includes a substrate, a first insulated layer and a second insulated layer spaced to the first insulated layer and disposed on the substrate, a cathode electrode having an emitter disposed on the first insulated layer, and an anode electrode disposed on the second insulated layer. An inert gas is filled in the inner of the microelectronic device. The following conditional formula is satisfied : h& lt; , whereh indicates a distance between the emitter and the anode electrode, indicates a free path of an electron in the inert gas. [创作特点] 以下，将以若干实施例说明一种工作在惰性气体环境下的微型场发射电子器件，其具有极快的开关速度，以及能够在高温、高辐射场合下工作的特点。; 一种微型场发射电子器件，其包括：一基底；一第一绝缘层与一第二绝缘层相隔一定距离设置於基底上；一阴极电极层与一阳极电极层分别设置於第一绝缘层与第二绝缘层上，该阴极电极层具有一场发射端正对该阳极电极层，该微型场发射电子器件内密封有惰性气体，且满足条件式：h& lt; ，其中，h为阴极电极层的场发射端与阳极电极层之间的间距；为电子在惰性气体环境中的自由程。; 该微型场发射电子器件进一步包括一第三绝缘层间隔设置於第一绝缘层与第二绝缘层之间，一栅极电极层设置於该第三绝缘层上，位於阴极电极层与阳极电极层之间。; 该栅极电极层在对应於场发射端位置设置有一开口。; 该微型场发射电子器件进一步包括一栅极电极层设置於基底上，位於阴极电极层与阳极电极层之间。; 该栅极电极层设置於场发射端与基底之间。; 该场发射端为微尖结构。; 该场发射端材料为金属材料或半导体材料表面镀金属材料薄膜。; 该场发射端表面形成有低逸出功材料薄膜。; 该低逸出功材料薄膜材料为金属硼化物或稀土氧化物。; 该场发射端材料为稀土氧化物、碳化物与高熔点金属。; 该场发射端表面设置有奈米碳管或半导体奈米线。; 该场发射端为奈米碳管或半导体奈米线。; 该惰性气体的分压为0.1~10个大气压。; 该惰性气体可选择为氦、氖、氩、氪、氙及其任意组合的混合气体。; 该微型场发射电子器件进一步满足关系式：。; 相较於先前技术，所述的工作在惰性气体环境中的微型场发射电子器件，由於其阴－阳极电极层间距远小於电子在惰性气体内的自由程，阴极电极的场发射电压可以降低至几乎不引起惰性气体原子电离的数值，因此工作时气体电离的几率可以忽略不计，电子的发射不受影响。其次，惰性气体原子不仅不会吸附在阴极表面改变其发射性能，而且一个大气压下高密度的惰性气体原子会持续不断地轰击阴极，起清洁作用，可去除阴极上吸附的杂质气体分子，维持阴极的正常工作。并且，所述的微型场发射电子器件可在具有特殊要求(如极高频、高温、高辐射等)的场合替代电晶体和传统电子管器件及其电路。