JPH06318428A - 改善された電子放出器 - Google Patents

改善された電子放出器

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JPH06318428A
JPH06318428A JP2305194A JP2305194A JPH06318428A JP H06318428 A JPH06318428 A JP H06318428A JP 2305194 A JP2305194 A JP 2305194A JP 2305194 A JP2305194 A JP 2305194A JP H06318428 A JPH06318428 A JP H06318428A
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  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 飽和電流の改善を含む改善された電流特性を
有するダイヤモンド状炭素電子放出器を提供する。 【構成】 放出領域に電気的にアクティブな欠陥（５
３，５４，５５）を含む、ダイヤモンド結合構造を有す
る、ダイヤモンド状炭素層（５２）を形成された、電子
放出器。前記電気的にアクティブな欠陥は、非常に低い
仕事関数を有し、飽和電流の改善を含む電流特性の改善
が行われた非常に薄い電子放出器のように作用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子放出器の改善に関
し、特に電界放出素子のような素子において電流特性を
改善した電子放出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンドが負の電子親和力(affinit
y)を有することは公知である。また、ダイヤモンドがそ
の負の電子親和力によって電子を放出すること、そして
モリブデンやタングステンのような他の一般的な電子放
出器より、実際かなり低い電界で放出することも公知で
ある。これは現在のところ制御できない機能である。放
出器の電流は、予測よりもかなり低いことが多く、放出
に対する全ての基準を満たしていると思われるサンプル
でも、全く放出しないことがある。
【０００３】価電子帯及び導電帯間の大きなエネルギ・
バンドギャップ（５．５ｅＶ）のために、ダイヤモンド
半導体におけるキャリアの数は、室温では必然的に少な
くなる。現在知られているドーパントは、ダイヤモンド
においては非常に大きなイオン化エネルギ（ｌｅＶ程
度）を有しており、それ故＋２５０℃未満での導電への
寄与は少ない。したがって、ダイヤモンドの有効仕事関
数(effective work function)が正で、０．２ｅＶと
０．７ｅＶとの間のどこかにあると考えられるとしても
（その電子親和力は負としても）、その飽和電流は低
い。飽和電流を上昇させることは、解決すべき第１の課
題である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電流
特性を改善した電子放出器を提供することである。
【０００５】本発明の他の目的は、電流特性を改善した
ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素電子放出器を提
供することである。
【０００６】本発明の更に他の目的は、飽和電流を改善
したダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素電子放出器
を提供することである。
【０００７】本発明の更に他の目的は、電流特性を改善
したダイヤモンドまたはダイヤモンド状放出器を用いた
電界放出素子を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題の解決および目
的の実現は、放出領域(site)において構造に電子的にア
クティブな欠陥がある、所定の構造を有する材料層を形
成された、電子放出器によって達成される。
【０００９】上記問題の解決および目的の実現は、放出
領域において電子的にアクティブな欠陥のあるダイヤモ
ンド接合構造を有する、ダイヤモンドまたはダイヤモン
ド状炭素を含む材料層を形成された電子放出器によって
達成される。
【００１０】上記問題の解決および目的の実現は、ダイ
ヤモンドまたはダイヤモンド状炭素を含む材料層を、そ
の一表面に有する支持基板を含む電界放出素子によって
達成される。前記ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭
素はダイヤモンド結合構造を有し、電子的にアクティブ
な欠陥が電子放出器を規定するものである。
【００１１】
【実施例】図１を具体的に参照すると、ダイヤモンド状
炭素の格子構造１０における、四面体(tetrahedral)結
合を有する原子が示されている。本開示のために、「ダ
イヤモンド状炭素」の定義を、一般的にｓｐ３四面体結
合の数度(abundance of sp3 tetrahedral bonds)と呼ば
れる、公知のダイヤモンド結合状態に全体的に接合され
た炭素原子によって結合が形成され、ダイヤモンドなら
びにその他のダイヤモンド結合を含む材料から成る炭素
とすることを理解されたい。また、本開示のために、
「グラファイト状炭素」の定義を、一般的にｓｐ２四面
体結合の数度(abundance of sp２ tetrahedral bonds)
と呼ばれる、公知のグラファイト結合で全体的に結合さ
れた炭素原子によって結合が形成され、グラファイトな
らびにその他のグラファイト結合を含む材料から成る炭
素とすることを理解されたい。
【００１２】ダイヤモンドとしての炭素の空間格子構造
は、面心立方（ｆｃｃ）である。この格子の主要な基礎
は、各格子点に関して０，０，０および１／４，１／
４，１／４に２つの等しい炭素原子があることである。
これによって四面体接合が得られ、各炭素原子は４個の
最も近接した原子と１２個の次に最も接近した原子とを
有し、８個の炭素原子が単位立方体を形成する。この構
造は、共有結合（covalent bonding）の結果である。こ
の共有構造では、特定の原子間に限定された結合(defin
ite link)があり、共有される電子がそれらの時間の殆
どを、２つの共有する原子間の領域で費やしている（即
ち、これらの原子間で確率波(probabilitywave)が最も
密である）。これによって負電荷の集中(concentratio
n)から成る結合が形成されるので、隣接する結合(bond)
が互いに反発しあう。炭素のような１つの原子が数個の
結合（ダイヤモンドでは４つ）を有する時、その接合は
互いに等しい角度で生じる。ダイヤモンドの場合、１０
９°である。共有結合は、方向性のある結合であり、非
常に強力である。ダイヤモンド内の炭素原子の結合エネ
ルギは、分離中性原子(separated neutral atom)
に対して７．３ｅＶである。
【００１３】図１に示すダイヤモンド状格子構造１０で
は、この構造の（１１１）面が稠密六方（ｈｃｐ：hexa
gonal closely packed）構造の基本面と同一であるの
で、非常に興味深い。図２を参照して、（１１１）層
（Ａと命名された原子）が設けられ、最上部に第２の同
様な層（Ｂと命名された原子）が配置された場合、この
構造はｈｃｐと異なるものではない。即ち、この構造は
面心立方または稠密六方構造となり得るものである。第
３層（Ｃと命名された原子）が前記構造上に配置されれ
ば、ｈｃｐとｆｃｃ構造との間で決定が下されなければ
ならない。この第３層が、前記構造上で第１層と同じ位
置に配置されると、即ちＣ原子が直接Ａ原子上にある
が、Ｚ方向にずれている場合、この構造はｈｃｐ構造即
ちグラファイトである。このような構造の層を、ＡＢＡ
ＢＡＢＡＢ構造と記載することができる。第３層が、
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向にＡおよびＢ原子の両方からずれた、第
２の可能な位置に配置される場合（図２参照）、この構
造はｆｃｃ構造即ちダイヤモンドとなる。図２の層は、
ＡＢＣＡＢＣＡＢＣ構造と記載することができる。両方
の構造において（図２のグラファイトおよびダイヤモン
ド）、最も近接する原子数は４である。結合エネルギが
最も近接する結合のみに依存するのであれば、ダイヤモ
ンドのｆｃｃ構造とグラファイトのｈｃｐ構造との間に
は相違がない。しかしながら、グラファイト層内の原子
同士は１．４オングストロームしか離れておらず、強力
な共有結合によって結合されているが、層間では原子の
分離間隔が３．３オングストロームあるので、弱いバン
・デル・ヴァール（van der waal）力しかない。グラフ
ァイトの共有結合は面状、即ち、結合が９０°離れた面
にある。
【００１４】ダイヤモンドとグラファイトの電気的特性
は非常に異なる。自然にホウ素が注入されたダイヤモン
ド、タイプＩＩｂは、１０４オーム・センチメートルか
ら、真性ダイヤモンドの場合の１０１４オーム・センチ
メートルより大きな値までの固有抵抗を有する。グラフ
ァイトは、実際金属導電体であり、導電率は１３７５ｘ
１０−６オーム・センチメートルである。これらの導電
率の大きさは、少なくとも７桁の差、そして真性特性に
対しては２０桁の差となる。グラファイトは、１立方セ
ンチメートル当たり５ｘ１０１８個のキャリアを有する
半金属（semi metal）である。グラファイトの導電度
は、六方面に平行な方向には非常に高く、垂直な方向
（ｃ軸）には低い。共有接合の、それに付随する異なる
エネルギ・レベルとの配向（orientation）を相違させ
れば、効率的な導電路として作用する。このように、グ
ラファイトとダイヤモンドとの間の結晶構造における小
さな変化が、電気特性の大きな相違となる。
【００１５】ダイヤモンドに起こり得る結晶の欠陥で、
本発明の有用な特性を生み出すものが数種類ある。第１
の欠陥は螺旋転位であり、これを用いた２つの実施例を
図３および図４に示す。６０°の転位もあり、これは容
易に延長ネットワーク、および多くの他の転位やその変
形を形成することができる。ダイヤモンド格子では、３
つの滑り面（slip plane）（００１），（１１０），
（１１１）面がある。（１１１）面が最も重要な滑り面
であり、実際これが殆どの異様な状況下で生じる唯一の
滑り面と思われる。
【００１６】格子についての考慮から、ダイヤモンド格
子内のいずれか２つの炭素原子間の最短遷移距離は、＜
１１０＞方向に沿っていることが明白である（具体的に
は、＜１／２，１／２，０＞であり、これは立方面の対
角線の半分に沿っている）。＜１１０＞方向におけるバ
ーガース・ベクトル(Burgers vectors)を伴う転位が最
も安定なものである（自由エネルギが最も低い）。この
格子ではいかなる任意の方向でも、連続する＜１１０＞
方向の和として考えることができ、そして単独の転位
は、それら自体の軸に対してこれら同一方向を有する。
バーガース・ベクトルと＜１１０＞方向に沿った軸との
双方を有する３種類の単独の転位が、螺旋転位、６０°
転位（転位軸に対してそのバーガース・ベクトルが６０
°に配向される）、および（１００）映進面(glide pla
ne)を有するエッジ・タイプ転位である。これらの転位
は全て、電気的にアクティブな欠陥として有用なもので
ある。
【００１７】図５を具体的に参照すると、ダイヤモンド
格子における螺旋欠陥の概略表現が示されている。螺旋
欠陥は一般的に剪断の結果であり、ダイヤモンド材料の
成長または付着過程で生じる。この転位は、他のものと
同様、周囲の結晶に、弾性歪み場(elastic strain fiel
d)を形成する。この説明のために、半径ｒ、厚さｄｒ、
および単位長を有する薄い環２０が、螺旋転位を中心に
配されており、この螺旋転位が軸に沿って強度ｂで、量
ｂの剪断を環２０に生じるとすると、平均剪断力はｂ／
２、そして剪断応力は次の式で表される。
【００１８】
【数１】 ここでＧ＝剪断係数である。応力はｒに反比例して減少
し、したがって歪みはロング・レンジであることに注意
すべきである。単位長当たりの環２０の歪みエネルギ
は、次の式で表わされる。
【００１９】
【数２】 単位転位長当たりのダイヤモンド結晶の歪みエネルギ
は、次の式で表わされる。
【００２０】
【数３】 ここでＲ０およびＲは下限および上限である。Ｒ０は、
この積分の下限、即ちそれ未満ではフック(Hooke)の法
則が有効ではなくなり、物質が原子的にふるまうレベル
である。エネルギがその対数的関数であるので、Ｒ０の
値はさほど重要ではない。上限Ｒは、結晶の境界、即ち
他の転位が応力場(stress field)を相殺する点である。
転位によって形成される応力場のエネルギはバーガース
・ベクトルｂの二乗関数であるので、多数の転位を単位
当たりの転位に分割することによって、結晶はその自由
エネルギを最少化できることに注意すべきである。バー
ガース・ベクトルｂ１およびｂ２を有する２つの転位が
結合してバーガース・ベクトルｂ３を有する１つの転位
となる時、ＴΔｓの変化が大きくない不可逆的変化を想
定して、自由エネルギの増加は、
【００２１】
【数４】 と表される。格子の再編成(lattice reorganization)が
ない、弾性応力場では、これは合理的な想定である。Δ
Ｅｅｌは、（ｂ３２−ｂ２２−ｂ１２）に比例する。Δ
Ｅｅｌが正の時転位は不安定であり、転位１および２は
互いに反発しあう。一方、ΔＥｅｌが負の時転位は安定
で、転位１および２は互いに引き合う。弾性エネルギに
おける二乗バーガース・ベクトル強度項のために、１箇
所に多数の転位が生じることは希である（例えば、 Eb3
> (Eb2+Ebl) ) 。
【００２２】歪みエネルギの式に入り得る典型的な値は
次の通りである。
【００２３】Ｇ＝１０８ｐｓｉ (非常に保存的である); ｂ＝２．５オングストローム； Ｒ０＝１ｂ；および Ｒ＝１ｕＭ 歪みの最大半径Ｒは、ｌｕＭとして任意に選択される。
実際の最大半径は、結晶の境界と同一となる可能性があ
る。実際、結晶欠陥からの歪み場の範囲は、典型的に、
別の欠陥までの距離と同一であり、この欠陥がそれ自体
の歪み場によって、当該歪み場を相殺する。
【００２４】歪み場のエネルギは、ＲおよびＲ０双方に
は比較的鈍感である。このエネルギは、最大の場の半径
と最少の場の半径（それ以前では物質が原子的にふるま
う）との比の対数として、変化する。上述の数値を用い
ると、本例は、可能な格子のふるまいを予測するために
用いるには、合理的なエネルギ強度計算である。上述の
数値を用いると、歪みエネルギは、１７．８ｅＶ／オン
グストローム または結合長あたり４４．４ｅＶとな
る。これは明らかに、ダイヤモンド格子の共有接合を破
壊し、局所的再編成を可能にするのに十分なエネルギで
ある。単一結合および二重結合でも破壊し再形成するこ
とは可能である。結合を１つの面内の共有接合に再編成
することによって、グラファイト状材料の単層が形成さ
れると共に、その電子的特性が得られる。次に、このグ
ラファイト構造の薄膜は、その特性をダイヤモンドの構
造に与えて、電子的にアクティブな欠陥を形成する。
【００２５】図６を参照すると、電子的にアクティブな
欠陥３２を有するダイヤモンド状材料層３０が示されて
いる。通常、層３０内の欠陥３２は、薄い（数十オング
ストローム）ダイヤモンド被覆を設けた金属導体の先鋭
端（半径１０オングストローム）で形成された電子放出
器と同様に動作する。従来技術の電界放出素子に対する
この構造の改良点は、図７〜図９から明らかである。図
７および図８は、スピント放出器(Spindt emitter)と一
般的に呼ばれている先端（tip）のような、従来技術の
電界放出素子と、図６の素子の電子放出特性を、それぞ
れ示すグラフである。図７は、放出される電流Ｉと先端
に印加される電圧即ち電界電位とのグラフである。図７
では、半径２００オングストローム、材料の仕事関数が
４．５ｅＶの典型的な従来技術の先端を用いた。図８の
グラフでは、図６の放出器が、１０オングストロームの
半径と０．２ｅＶの材料の仕事関数とを有する放出器先
端のように動作することがわかる。更に、電子放出は、
図６の放出器のほうが、大幅に低い電圧即ち電界電位の
印加でも、非常に多い。
【００２６】図６の構造は先端を鋭くした放出器と考え
られるので、代替構造も存在する。電子的にアクティブ
な欠陥３２の位置が、欠陥３２内の自由電子がダイヤモ
ンド層のない自由空間を見るように（即ち、層３０の表
面）決められた時、欠陥３２は簡単な電界放出器と考え
られる。図９は、上述の表面欠陥の電子放出（曲線３
６）を従来技術の電界放出素子（曲線３５）と比較する
グラフである。曲線３５，３６は、先端半径の関数とし
て、電界におけるスタンディング・ロッド（standing r
od）に対する電子放出を描いたもので、曲線３５に対し
ては仕事関数４．５ｅＶのモリブデン・ロッドを用い、
そして曲線３６に対しては上述の仕事関数０．５ｅＶの
表面欠陥を用いた。直径が短くなるにつれ、表面欠陥が
低い仕事関数を持つことによる利点が、先鋭な先端に対
して、徐々に失われる。スタンディング・ロッドが十分
先鋭であれば、その仕事関数の重要性はなくなる。それ
でも仕事関数が低いことは望ましいが、放出器の直径が
短くなるにしたがって、放出の増強に対する必要性は弱
まる。上述の欠陥（即ち、ダイヤモンドの表面）は、想
像し得る従来技術の電界放出器の先端よりも先鋭である
ので、仕事関数と半径との双方においてかなりの利点が
ある。
【００２７】導電性要素のトンネリング・バリア(tunne
ling barrier)を低くすれば、放出される電流が大きく
上昇することは明白である。この仕事関数の変化は、明
らかに重要な効果であり、欠陥のふるまいをダイヤモン
ドの表面に関連付けるものである。言い替えれば、ダイ
ヤモンドの表面が汚染される、または非ダイヤモンド構
造に再編成される（先の例を除いて）とすると、利点が
失われる可能性がある。ダイヤモンド層が表面において
もダイヤモンド結合構造を有することを保証するため
に、水素添加(hydrogenation)として知られるプロセス
を、露出面に施す。図１０を参照すると、このプロセス
が簡素化されたダイヤモンド結合を用いて示されてい
る。ここで、水素添加されていない炭素原子４０，４１
は、安定な低エネルギ構造に再編成されており、この構
造はバルク（bulk）の延長ではないので、バルクの特性
を有さないことがわかる。炭素原子４０，４１の間で二
重接合が形成されており、これは周囲の単一結合より強
力なので、炭素原子４０，４１を僅かに近付け合うよう
に引き付ける。炭素原子４０，４１によって形成された
低エネルギ構造は、貧弱な電子放出器であり、ダイヤモ
ンドからこの特性を要求する素子においては望ましくな
い。
【００２８】炭素原子４２，４３，４４は、水素添加さ
れている。即ち水素４５，４６，４７の原子はそれぞ
れ、単一接合によって結合される。したがって、炭素原
子４２，４３，４４によって形成される格子構造は、表
面においても同一であり、したがってバルクの延長とし
て現われる。炭素原子４２，４３，４４の格子構造はバ
ルクの延長であるため、バルクの特性を有しており、し
たがって良好な電子放出器となる。
【００２９】図１１は、電子的にアクティブな欠陥５
３，５４，５５を有するダイヤモンド状炭素の水素添加
層５２を用いた、第１放出素子を断面図で表わしたもの
である。層５２の水素添加は、その表面上の層５６によ
って示されている。電子的にアクティブな欠陥５３，５
４，５５は、全体として周期的に離間され、表面に対し
てほぼ垂直に図示されているが、角度変化や間隔の差等
も幾らか起こり得ることを理解すべきである。例えば、
長い欠陥は、最良の結果が得られるようにダイヤモンド
状炭素層の表面とある角度をもって配置されるべきであ
る。更に、長い欠陥は表面と４５°ないし９０°の範囲
の角度をなすのが最良であると言われている。
【００３０】素子５０は、更に、表面に導電層５８が形
成された支持基板５８も含む。単一または複数の導電層
５８は、欠陥５３，５４，５５と電気的に連通する手段
となる。したがって、図示のように、電子流は、電子源
（図示せず）から導電層内を流れ、欠陥５３，５４，５
５によって、層５６上の自由空間内に放出される。
【００３１】不完全な格子には、以下のような多くの種
類が考えられる。即ち、空孔(vacancies)，割り込み(in
terstitials), 不純物(impurities)，転位(dislocation
s)，セルラ／リネージ副構造(cellular and lineage su
bstructure)， 結晶粒界(grain boundaries)および表面
である。格子中の空孔は、実際結晶の自由エネルギを低
下させることができるので、平衡状態となる。転位は、
非常に興味深いものであるが、結晶の自由エネルギを低
下させるのではなく、代わりにそれを上昇させるもので
ある。したがって、転位は非平衡型の欠陥であり、通常
結晶の成長中における非平衡状態の結果としてのみ形成
することができる。転位を生じるのに有効と成り得る外
乱には、数種類のものがある。それらは、（ａ）外部か
ら加えれる力学的な起源の応力；（ｂ）熱的に誘導され
た応力；（ｃ）不純物の濃度勾配による局部的応力；
（ｄ）十分な空孔の縮合(condensation)；（ｅ）混入を
誘発する局部的応力；および（ｆ）成長過程における不
良である。ダイヤモンド結合では、一般的に外部から加
えられる力学的応力は、材料の強度のため排除可能であ
る。成長中に熱的に誘発された応力および成長過程中の
「不良」は、ダイヤモンド材料内に転位を生じる２つの
主な原因であり、これらを用いて所望の欠陥を生成す
る。一般的に成長中の「不良」が引き起こされるのは、
多数の核形成領域に結晶粒子(crystal grains)を散布(s
eed)し、それが成長して衝突(conflict)する場合であ
る。２箇所の核形成領域が十分離れているか、或は配向
が異なる時、成長する結晶は最終的に一致し、多結晶材
料内で異なる粒子となる。２つの種の配向が十分類似し
ているが同一ではない場合、成長する格子が一致し、結
果的に得られる螺旋転位と一緒になる。
【００３２】ダイヤモンド材料を導電性およびｎタイプ
とするために、炭素Ｃ＋のイオン注入が過去において用
いられていた。このイオン注入は、結晶格子における結
合構造の変化のために導電性となる欠陥を形成するため
に用いることができる。この技術は今日では、電子放出
には最良の、長い導電フィラメント状欠陥を形成しない
が、いくつかの利点を得ることもでき、これらは本発明
の範囲内に入ることを十分意図していることを理解すべ
きである。
【００３３】上述のように、飽和電流の改善を含む改善
された電流特性を有するダイヤモンド状炭素電子放出器
が開示された。電流特性の改善は、局所的に電子放出を
強める、電気的にアクティブな欠陥を組み込むことによ
って実現される。即ち、この欠陥は同一材料で異なる構
造に形成されたものである。更に、ダイヤモンド状放出
器を用い、電流特性を改善した電界放出素子も開示す
る。本開示を通じて炭素について記載したが、窒化アル
ミニウムのような他の材料を組み込んだ電子放出器も同
様に、即ち電気的にアクティブな欠陥を設けることによ
って、改善することができることに注意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイヤモンド状炭素の格子構造を示す。
【図２】ダイヤモンド状材料における炭素積層構造を示
す。
【図３】電子的にアクティブな欠陥を形成する第１タイ
プの転位を有する、ダイヤモンド状炭素の格子構造を示
す。
【図４】電子的にアクティブな欠陥を形成する第２タイ
プの転位を有する、ダイヤモンド状炭素の格子構造を示
す。
【図５】ダイヤモンド接合における螺旋欠陥を表わす概
略図である。
【図６】電子的にアクティブな欠陥を有するダイヤモン
ド状炭素層を表わす、大幅に拡大した断面図である。
【図７】従来技術の電界放出素子の電子放出特性を示す
グラフである。
【図８】図６の素子の電界放出素子の電子放出特性を示
すグラフである。
【図９】放出器の半径を変えながら、層表面に欠陥のあ
る図６の素子に類似した素子と従来技術の電界放出素子
とで、電子放出を比較するためのグラフである。
【図１０】ダイヤモンド状炭素の水素添加した表面の格
子構造を示す。
【図１１】電子的にアクティブな欠陥を有するダイヤモ
ンド状炭素の水素添加層を用いた、電界放出素子を表わ
す断面図である。
【符号の説明】
５３，５４，５５・・・電気的にアクティブな欠陥 ５２・・・材料層 ５６・・・水素添加表面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】放出領域における構造に、電気的にアクテ
    ィブな欠陥（５３，５４，５５）を設けた、所定の構造
    を有する材料層（５２）を形成されたことを特徴とする
    電子放出器。
  2. 【請求項２】支持基板を含み、その一表面上に、ダイヤ
    モンドおよびダイヤモンド状炭素のいずれか一方を含む
    材料層（５２）が形成され、前記材料層は、電子放出器
    を規定する、電気的にアクティブな欠陥（５３，５４，
    ５５）を備えたダイヤモンド結合構造を有することを特
    徴とする電界放出素子。
  3. 【請求項３】支持基板を含み、その一表面上に、ダイヤ
    モンドおよびダイヤモンド状炭素のいずれか一方を含む
    材料層（５２）が形成され、前記材料層は、電子放出器
    を規定する、電気的にアクティブな欠陥（５３，５４，
    ５５）を備えたダイヤモンド結合構造を有し、前記材料
    層は、更に水素添加された表面（５６）を有し、かつ前
    記電気的にアクティブな欠陥は、前記水素添加表面から
    離間された関係で、前記材料層内に配置されることを特
    徴とする電界放出素子。
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