Nanodiamonds for field emission: State of the art

Nanoscale

Volumn 7, Issue 12, 2015, Pages 5094-5114

  Terranova, Maria Letizia ^a   Orlanducci, Silvia ^a   Rossi, Marco ^b   Tamburri, Emanuela ^a  

^a UNIVERSITY OF ROME TOR VERGATA   (Italy)

^b SAPIENZA UNIVERSITY OF ROME   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CUTTING; FIELD EMISSION; FIELD EMISSION CATHODES; MICROELECTRONICS;

CUTTING EDGE TECHNOLOGY; ELECTRON FIELD EMISSION; EMITTING SYSTEM; INTRINSIC PROPERTY; NANODIAMOND MATERIALS; STATE OF THE ART; STRUCTURAL FEATURE; VACUUM MICROELECTRONIC DEVICES;

NANODIAMONDS;

EID: 84925003491     PISSN: 20403364     EISSN: 20403372     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4nr07171a     Document Type: Article

References (130)

1. R. H. Fowler L. W. Nordheim Proc. R. Soc. London, Ser. A 1928 119 173
2. C. A. Spindt J. Appl. Phys. 1968 39 3504 3505
3. I. Brodie C. A. Spindt Adv. Electron. Electron Phys. 1992 83 1
4. W. A. de Heer A. Chatelain D. Ugarte Science 1995 270 1179 1180
5. K. B. K. Teo E. Minoux L. Hudanski F. Peauger J. P. Schnell L. Gangloff P. Legagneux D. Dieumegard G. A. J. Amaratunga W. I. Milne Nature 2005 437 968
6. R. C. Smith J. D. Carey R. J. Murphy W. J. Blau J. N. Coleman S. R. P. Silva Appl. Phys. Lett. 2005 87 263105
7. W. K. Yi T. W. Jeong S. G. Yu J. N. Heo J. H. Lee W. Kim J. Yoo J. Kim Adv. Mater. 2002 14 1464 1468
8. K. Yu Y. S. Zhang F. Xu Q. Li Z. Q. Zhu Q. Wan Appl. Phys. Lett. 2006 88 153123
9. M. L. Terranova S. Orlanducci A. Fiori E. Tamburri V. Sessa M. Rossi A. Barnard Chem. Mater. 2005 17 3214 3220
10. S. Orlanducci E. Tamburri M. L. Terranova M. Rossi Chem. Vap. Deposition 2008 14 241
11. Fiori S. Orlanducci V. Sessa E. Tamburri F. Toschi M. L. Terranova A. Ciorba M. Rossi M. Lucci A. S. Barnard J. Nanosci. Nanotechnol. 2008 8 1989
12. X. Xiao J. W. Elam S. Trasobares O. Auciello J. A. Carlisle Adv. Mater. 2008 17 1496
13. N. Shankar N. G. Glumac M. F. Yu S. P. Vanka Diamond Relat. Mater. 2008 17 79
14. V. Guglielmotti S. Chieppa S. Orlanducci E. Tamburri F. Toschi M. L. Terranova M. Rossi Appl. Phys. Lett. 2009 95 222113
15. A. Vul' K. Reich E. Eidelman M. L. Terranova A. Ciorba S. Orlanducci V. Sessa M. Rossi Adv. Sci. Lett. 2010 3 110 116
16. Y. Zou P. W. May S. M. C. Vieria N. A. Fox J. Appl. Phys. 2012 112 044903
17. K. J. Sankaran K. Srinivasu K. C. Leou N. H. Tai I. N. Lin Appl. Phys. Lett. 2013 103 251601
18. L. Yang Q. Yang C. Zhang Y. S. Li Thin Solid Films 2013 549 42 45
19. D. Varshney A. V. Sumant O. Resto F. Mendoza K. P. Quintero M. Ahmadi B. R. Weiner G. Morell Carbon 2013 63 253 262
20. T. Chang S. Kunuku K. J. Sankaran K. C. Leou N. Tai I. N. Lin Appl. Phys. Lett. 2014 104 223106
21. F. J. Himpsel J. A. Knapp J. A. Van Vechten D. E. Eastman Phys. Rev B: Condens. Matter 1979 20 624
22. S. Gildenblat and P. E. Schmidt, "Diamond" Handbook series on Semiconductor Parameters, ed., M. Levinstein, Singapore World Scientific, 1996, vol. 1, pp. 58-76
23. O. Shenderova D. Brenner R. S. Ruoff Nano Lett. 2003 3 805
24. H. Watanabe C. E. Nebel S. Shikata Science 2009 324 1425
25. C. H. Hsu S. G. Cloutier S. Palefsky J. Xu Nano Lett. 2010 10 3272
26. I. Boscolo S. Cialdi A. Fiori S. Orlanducci V. Sessa M. L. Terranova A. Ciorba M. Rossi J. Vac. Sci. Technol. 2007 25 1253 1258
27. J. Robertson J. Vac. Sci. Technol., B 1999 17 2 659 665
28. A. Bolker C. Saguy M. Tordjman R. Kalish Phys. Rev B: Condens. Matter 2013 88 035442
29. C. Wang A. Garcia D. C. Ingram M. E. Kordesh Electron. Lett. 1991 27 1459
30. M. W. Geis N. N. Efremov J. D. Woodhouse IEEE Electron Device Lett. 1991 12 456
31. W. Zhu P. Kochanski S. Jin L. Seibles J. Vac. Sci. Technol., B 1996 14 3 2011 2019
32. M. L. Terranova V. Sessa S. Piccirillo M. Rossi G. Micocci A. Serra A. Tepore Appl. Phys. Lett. 1999 75 379 381
33. A. Serra D. Manno T. Siciliano G. Micocci A. Tepore M. Rossi M. L. Terranova V. Sessa S. Piccirillo S. Orlanducci J. Appl. Phys. 2003 94 416 422
34. A. Joshi R. Nimmagadda J. Mater. Res. 1991 6 1484
35. B. R. Stoner G. J. Tessmer D. L. Dreifus Appl. Phys. Lett. 1993 62 1803
36. S. Bhattacharyya O. Auciello J. Birrel J. A. Carlisle L. A. Curtiss A. N. Goyette D. M. Gruen A. R. Krauss J. Schlueter A. Sumant P. Zapol Appl. Phys. Lett. 2001 79 1441 1443
37. F. A. M. Kõck J. M. Garguilo R. J. Nemanich Diamond Relat. Mater. 2014 13 1022 1025
38. D. Pradhan I. N. Lin ACS Appl. Mater. Interfaces 2009 1 1444
39. S. A. Lyashenko A. P. Volkov R. R. Ismagilov A. N. Obratsov Tech. Phys. Lett. 2009 35 249 252
40. K. Subramanian W. P. Kang J. L. Davidson B. K. Choi M. Howell Diamond Relat. Mater. 2006 15 1994 1997
41. O. Ivanov V. Isaev D. Radished M. Lobaev A. L. Visharev V. Chernov A. Kozlov J. L. Hirshfield IEEE Trans. Plasma Sci. 2011 39 11 2794 2795
42. K. Y. Teng H. C. Chen H. Y. Chiang C. C. Horng H. F. Cheng K. J. Sankaran N. H. Tai C. Y. Lee I. N. Lin Diamond Relat. Mater. 2012 24 126 133
43. A. V. Karabutov V. D. Frolov V. I. Konov Diamond Relat. Mater. 2001 10 840 846
44. A. Wisitsora W. P. Kang J. L. Davidson D. V. Kerns Appl. Phys. Lett. 1997 71 23 3394 3396
45. J. E. Butler A. V. Sumant Chem. Vap. Deposition 2008 14 146 160
46. D. M. Gruen Annu. Rev. Mater. Sci. 1999 29 211
47. T. D. Corrigan A. R. Krauss D. M. Gruen O. Auciello R. P. H. Chang MRS Symposium Proc. 2000 593 233
48. D. M. Gruen MRS Bull. 2001 771 776
49. A. R. Krauss O. Auciello M. Q. Ding D. M. Gruen Y. Huang V. V. Zhirnov E. I. Givargizov A. Breskin R. Cheken E. Shefer V. Konov S. Pimenov A. Karabutov A. Rakhimov N. Suetin J. Appl. Phys. 2001 89 2958
50. V. D. Frolov S. M. Pimenov V. I. Konov V. I. Polyakov A. I. Rukovishnikov N. M. Rossukanyl J. A. Carlisle D. M. Gruen Surf. Interface Anal. 2004 36 449 454
51. D. Zhou A. R. Krauss L. C. Qin T. G. McCauley D. M. Gruen T. D. Corrigan R. P. H. Chang H. Gnaser J. Appl. Phys. 1997 82 4546 4550
52. T. D. Corrigan D. M. Gruen A. R. Krauss P. Zapol R. P. H. Chang Diamond Relat. Mater. 2002 11 43 48
53. J. Birrel J. A. Carlisle O. Auciello D. M. Gruen J. M. Gibson Appl. Phys. Lett. 2002 81 2235 2237
54. J. Birrel J. E. Gerbi O. Auciello J. M. Bibson D. M. Gruen J. A. Carlisle J. Appl. Phys. 2003 93 5606 5612
55. R. Arenal P. Bruno D. J. Miller M. Bleuel J. Lai D. M. Gruen Phys. Rev. B:Condens. Matter 2007 75 195431
56. K. Okano S. Koizumi S. R. P. Silva G. A. J. Amaratunga Nature 1996 381 140 141
57. A. Ilie A. C. Ferrari T. Yagi S. E. Rodil J. Robertson E. Barborini P. Milani J. Appl. Phys. 2001 90 4 2024 2032
58. S. Orlanducci A. Fiori V. Sessa E. Tamburri F. Toschi M. L. Terranova J. Nanosci. Nanotechnol. 2008 8 3228 3234
59. Y. C. Lin K. J. Sankaran Y. C. Chen C. Y. Leee H. C. Chen I. N. Lin N. H. Tai Diamond Relat. Mater. 2011 20 191 195
60. K. J. Sankaran J. Kurian H. C. Chen C. L. Dong C. Y. Lee N. H. Tai I. N. Lin J. Phys. D: Appl. Phys. 2012 45 365303
61. P. Deak B. Aradi M. Kaviani T. Frauenheim A. Gali Phys. Rev. B: Condens. Matter 2014 89 075203
62. V. P. Mammana T. E. A. Santos A. Mammana V. Baranauskas H. J. Ceragioli A. C. Peterlevitz Appl. Phys. Lett. 2002 81 3470
63. V. Baranauskas M. Fontana H. J. Ceragiolo A. C. Peterlevitz Nanotechnology 2004 15 S678 S683
64. S. A. Lyashenko A. P. Volkov R. R. Ismagilov A. N. Obratsov Tech. Phys. Lett. 2009 35 249
65. H. F. Cheng K. Y. Teng H. C. Chen G. C. Tzeng C. Y. Tang I. N. Lin Surf. Coat. Technol. 2013 228 S175 S178
66. A. Saravanan B. R. Huang K. J. Sankaran C. L. Dong N. H. Tai I. N. Lin Appl. Phys. Lett. 2014 104 181603
67. V. V. Chernov O. A. Ivanov V. A. Isaev D. B. Rasdishev A. L. Visharev A. V. Kozlov Diamond Relat. Mater. 2013 37 87 91
68. K. J. Sankaran H. C. Chen C. Y. Lee N. H. Tai I. N. Lin Appl. Phys. Lett. 2012 101 241604
69. K. J. Sankaran H. C. Chen B. Sundaravel C. Y. Lee N. H. Tai I. N. Lin Appl. Phys. Lett. 2013 102 061604
70. K. J. Sankaran K. Panda B. Sundaravel N. H. Tai J. Appl. Phys. 2014 115 6 063701
71. K. Panda B. Sundaravel B. K. Panigrahi H. C. Chen P. C. Huang W. C. Shih S. C. Lo L. J. Lin C. Y. Lee I. N. Lin J. Appl. Phys. 2013 113 094305
72. K. J. Sankaran H. C. Chen K. Panda B. Sundaravel C.-Y. Lee N.-H. Tai I.-N. Lin ACS Appl. Mater. Interfaces 2014 6 7 4911 4919
73. A. S. Barnard Rev. Adv. Mater. Sci. 2004 6 94 15
74. S. B. Tian Y. L. Li X. X. Xia C. Z. Gu J. J. Li Phys. E. 2011 43 1902
75. C. E. Nebel N. Yang H. Uetsuka E. Osawa N. Tokuda O. A. Williams Diamond Relat. Mater. 2009 18 910 917
76. X. Wang L. E. Ocola R. S. Divan A. Sumant Nanotechnology 2012 23 7 075301
77. H. Masuda T. Yanagishita K. Yasui K. Nishio I. Yagi T. N. Rao A. Fijishima Adv. Mater. 2001 13 247
78. M. Y. Chen K. Y. Wu J. Hwang M. T. Chang L. J. Chou C. S. Kou Nanotechnology 2007 18 455706
79. S. Orlanducci V. Guglielmotti I. Cianchetta V. Sessa E. Tamburri F. Toschi M. L. Terranova M. Rossi Nanosci. Nanotechnol. Lett. 2012 4 338 343
80. M. Sugawara, Plasma Etching: Fundamentals and Applications, Oxford University Press, New York, 1998
81. Handbook of Advanced Plasma Processing Techniques, ed., R. J. Shul, and, S. J. Pearton, Springer, Berlin, NY, 2000
82. K. Ostrikov, Plasma Nanoscience, Wiley-VCH, Weinheim, 2008
83. Plasma Processing of Nanomaterials, ed., R. M. Sankaran, CRC Press, Boca Raton, 2011
84. G. S. Sandhu W. K. Chu Appl. Phys. Lett. 1989 55 437
85. B. R. Stoner G. J. Tessmer D. L. Dreifus Appl. Phys. Lett. 1993 62 1803
86. Y. Ando Y. Nishibayashi A. Sawabe Diamond Relat. Mater. 2004 13 633
87. W. Smirnov A. Kriele N. Yang C. E. Nebel Diamond Relat. Mater. 2010 19 186 189
88. F. Weigl S. Fricker H.-G. Boyen C. Dietrich B. Kolowski A. Plettl O. Pursche P. Zienann P. Walther C. Hartmann M. Ott M. Moeller Diamond Relat. Mater. 2006 15 1689 1694
89. J. Y. Lin Z. C. Li C. Y. Chen L. J. Chou J. C. Hwang C. S. Kou Diamond Relat. Mater. 2011 20 922 926
90. S. Kunuku K. J. Dankaran C. Y. Tsai W. H. Chang N. H. Tai K. C. Leou I. N. Lin ACS Appl. Mater. Interfaces 2013 5 15 7439 7449
91. W. J. Zhang X. Jiang Y. B. Xia J. Appl. Phys. 1997 82 1996
92. Y. S. Zou K. L. Ma W. J. Zhang Q. Ye Z. Q. Yao Y. M. Chong S. T. Lee Diamond Relat. Mater. 2007 16 1208
93. Y. F. Tzeng K. H. Liu Y. C. Lee S. J. Lin I. N. Lin C. Y. Lee H. T. Chiu Nanotechnology 2007 18 435703
94. J. Y. Lin S. H. Wang T. T. Chen C. Y. Chen L. J. Chou J. C. Hwang C. S. Kou J. Electrochem. Soc. 2011 158 D426
95. W. J. Zhang Y. Wu W. K. Wong X. M. Meng C. Y. Chan I. Bello Y. Lifshitz S. T. Lee Appl. Phys. Lett. 2003 83 3365
96. W. J. Zhang X. M. Meng C. Y. Chan Y. Wu I. Bello S. T. Lee Appl. Phys. Lett. 2003 82 2622
97. W. J. Zhang Y. Wu C. Y. Chan W. K. Wong X. M. Meng I. Bello Y. Lifshitz S. T. Lee Diamond Relat. Mater. 2004 13 1037 1043
98. Q. Wang Z. L. Wang J. J. Li Y. Huang Y. L. Li C. Z. Gu Z. Cui Appl. Phys. Lett. 2006 89 063105
99. K. Panda K. J. Sankaran B. K. Panigrahi N. H. Tai I. N. Lin ACS Appl. Mater. Interfaces 2014 6 11 8531 8541
100. V. Chatterjee R. Harniman P. W. May P. K. Barhai Appl. Phys. Lett. 2014 104 171907
101. Z. L. Wang Q. Wang H. J. Li J. J. Li P. Xu Q. Luo A. Z. Jin H. F. Yang C. Z. Gu Sci. Technol. Adv. Mater. 2005 6 799 803
102. Z. L. Wang Q. Luo J. J. Li Q. Wang P. Xu Z. Cui C. Z. Gu Diamond Relat. Mater. 2006 15 631 634
103. K. J. Sankaran N. H. Tai I. N. LiN Appl. Phys. Lett. 2014 104 031601
104. V. N. Mochalin O. Shenderova D. Ho Y. Gogotsi Nat. Nanotechnol. 2012 7 1 11 23
105. A. I. Lymkin E. A. Petrov A. P. Ershov G. V. Sakovitch A. M. Stayer V. M. Titov Dokl. Akad. Nauk. USSR 1988 302 611 613
106. N. R. Greiner D. S. Philips J. D. Johnson F. Volk Nature 1988 333 440 442
107. V. V. Zhirnov O. A. Shenderova D. L. Jaeger A. Tyler A. A. Areskin D. W. Brenner J. J. Hren Phys. Solid State 2004 46 657 651
108. A. S. Barnard M. Sternberg J. Mater. Chem. 2007 17 4811 4819
109. J. Y. Raty G. Galli Nat. Mater. 2003 2 12 792 795
110. O. Shenderova and G. McGuire, Handbook of Nanomaterials, ed., Yu Gogotsi, CRC Press, Boca Raton, 2006, p. 201
111. M. Baidakova A. A. Y. Vul' J. Phys. D: Appl. Phys. 2007 40 6300
112. O. A. Shenderova and D. M. Gruen, Nanocrystalline Diamond: synthesis, properties and applications, Google e-book, 2012
113. Detonation Nanodiamonds: Fabrication, Properties and Applications. Proc 1st Int. Symp., St. Petersburg, 2003
114. D. M. Gruen, O. Shenderova and A. Y. Vul', Synthesis, Properties and Applications of Ultrananocrystalline Diamond, Springer, 2005, vol. 192
115. A. Aleksenskiy, M. Baidakova, V. Osipov and A. Y. Vul', The Fundamental Properties and Characteristics of Nanodiamonds in "Nanodiamonds", ed., D. Ho, Springer, 2010, pp. 55-77
116. S. H. Hsu W. P. Kang J. L. Davidson J. H. Huang D. V. Kerns J. Appl. Phys. 2012 111 114502
117. S. H. Hsu W. P. Kang J. L. Davidson J. H. Huang IEEE Trans. Electron Devices 2013 60 487 493
118. N. Heidrich J. Hees V. Zuerbig D. Iankov W. Pletdchen R. H. Dah B. Rasynor L. Kirste C. E. Nebel O. Ambacher V. Lebedev Transducers Eurosens. 2013 218 221
119. C. M. Posada E. J. Grant R. Divan A. V. Sumant D. Rosenmann L. Start H. K. Lee C. H. Castano J. Appl. Phys. 2014 115 13 134506
120. W. P. Kang J. L. Davidson A. Wisitsora M. Howell A. Jamaludin Y. M. Wong K. L. Soh D. V. Kerns J. Vac. Sci. Technol., B 2003 21 192 195
121. K. Subramanian W. P. Kang J. L. Davidson W. H. Hofmeister Diamond Relat. Mater. 2005 14 404 410
122. K. Subramanian W. P. Kang J. L. Davidson W. H. Hofmeister B. K. Choi M. Howell Diamond Relat. Mater. 2005 14 2099 2104
123. K. Subramanian W. P. Kang J. L. Davidson N. Gosh K. F. Galloway Microelectron. Eng. 2011 88 2924 2929
124. W. P. Kang, S. H. Hsu, N. Ghosh, J. L. Davidson, J. H. Huang and D. V. Kerns, 25th IVNC- International Vacuum Nanoelectronic Conference, 2012, pp. 1 2 10.1109/IVNC.2012.6316869
125. W. Prost U. Auer F. J. Tegude C. Pacha K. F. Goser G. Janssen T. van der Roer Int. J. Circuit Theory Appl. 2000 28 537 552
126. N. Ghosh W. P. Kang J. L. Davidson Diamond Relat. Mater. 2012 23 120 124
127. X. Li M. Li L. Dan Y. Liu C. Tang Phys. Rev ST Accel. Beams 2013 16 123401
128. N. Yang H. Uetsuka O. A. Williams E. Osawa N. Tokuda C. E. Nebel Phys. Status Solidi A 2009 206 9 2048 2056
129. C. Lu Y. Li S. Tian W. Li C. Gu Microelectron. Eng. 2011 88 8 2319 2321
130. B. J. M. Hausmann M. Kahn Y. Zhang T. M. Babinec K. Martinick M. McCutcheon P. R. Emmer M. Loncar Diamond Relat. Mater. 2010 19 5-6 621 629