Các khía cạnh khoa học bề mặt của vi điện tử chân không

Vi điện tử chân không (VME) liên quan đến thiết kế và chế tạo các thiết bị và linh kiện chân không được cấu tạo với kích thước và độ chính xác tương tự như các thiết bị vi điện tử bán dẫn. Công nghệ này rất phù hợp cho việc sử dụng trong các thiết bị điện tử có ý nghĩa thương mại, đặc biệt là màn hình phẳng. Ngành công nghiệp màn hình phẳng dự kiến sẽ đạt doanh thu hàng năm tính bằng hàng chục tỷ đô la vào đầu thế kỷ này. Khác với các ống điện tử thông thường sử dụng catốt dựa trên phát xạ nhiệt điện, các thiết bị vi điện tử chân không chủ yếu sử dụng catốt lạnh dựa trên phát xạ điện trường. Việc giới thiệu catốt phát xạ điện trường có thể mang lại hiệu suất thiết bị độc đáo; tuy nhiên, đạt được mức độ tin cậy cần thiết cho các ứng dụng thương mại đòi hỏi phải giải quyết một loạt các vấn đề khó khăn liên quan đến vật lý bề mặt và hóa học. Trong bài đánh giá này, chúng tôi phác thảo những vấn đề liên quan đến khoa học bề mặt quan trọng trong VME. Những vấn đề này bao gồm một lĩnh vực rộng lớn của khoa học bề mặt từ các hiện tượng hấp phụ/phóng thích, khuếch tán bề mặt, thụ động hóa bề mặt, và việc lắng đọng lớp phủ đến sự bắn phá catốt, giới hạn mật độ dòng điện điện trường, tiếng ồn phát xạ, phosphor điện áp thấp, sự phát triển màng mỏng, và sự phá hủy điện áp. Vì lĩnh vực VME còn tương đối mới, nhiều khía cạnh bề mặt này chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng và còn nhiều khía cạnh khác cần được xác định.