前面我们已经提到,SED通过碳纳米间隙中的隧道效应产生电流,然后利用阳极和阴极之间的电场改变电子的运动轨迹。我们知道,闪存也是利用隧道效应进行数据存取的,由于其充放电过程会导致浮置栅极介质的氧化降解,因此NAND型闪存的读写寿命为100万次左右,而NOR型闪存因为通过热电子注入方式写入数据,寿命更短,只有10万次。SED中的亚微米间隙在放电瞬间是否会产生电火花,从而导致介质氧化降解,从而缩短SED面板的寿命呢?这是最让人放心不下的地方。
为了延长电子源寿命,佳能的工程师们在SED在介质材料的选择上可谓挖空心思,甚至将白金(铂,Pt)都给用上了。让我们看看图3,这是SED面板单一像素的剖面图。SED像素中的电极材料是铂,而碳纳米间隙两端的材料则是钯。铂在1800℃的高温下也不会氧化,钢铁厂、玻璃厂常用它作为热电偶套管或辅助加热电极。碳纳米间隙是利用氧化钯(PdO)分解得到的。作为一种性能非常稳定的导电材料,氧化钯常被用作厚膜电阻中的导电相,温度超过820℃时,氧化钯分解为金属钯。碳纳米间隙正是利用了氧化钯的这种特性,以电脉冲形成的热量加工出来的。加工过程中氧化钯被分解为金属钯,冷却后因收缩而产生裂隙,形成放电间隙。
特殊的制作工艺,加上性能稳定的材料,保证了常温下SED面板的工作稳定性(间隙寿命大约为60,000小时)。