Математическое моделирование пучков, эмитируемых структурой с изменяемой геометрией.
Введение
За последние три десятилетия был открыт и исследован ряд новых форм углерода (фуллерены, углеродные нанотрубки, графен и т.п.), представляющих собой структуры, характерный линейный размер которых в одном, двух или трех направлениях составляет несколько нанометров. Среди этих, ранее неизвестных образований, особый интерес вызывают углеродные наноструктуры с высоким аспектным отношением, которое делает их привлекательными для использования в качестве холодных (т.е. ненагреваемых) катодов. Явление автоэлектронной эмиссии, которое лежит в основе функционирования таких катодов, заключается в испускании электронов твердыми телами под действием сильного электрического поля. Наиболее известными и хорошо изученными автоэмиссионными структурами такого рода являются углеродные нанотрубки. Благодаря высокому аспектному отношению, а также характерной для них химической инертности, высокой проводимости и механической прочности, углеродные нанотрубки используются для создания автоэмиссионных катодов, которые могут демонстрировать стабильную и интенсивную эмиссию электронов при относительно низких значениях приложенного напряжения в условиях высокого вакуума. В ряде исследований продемонстрирована перспективность практического использования автокатодов на основе нанотрубок в различных областях вакуумной электроники. В тоже время было показано, что автокатоды на основе углеродных нанотрубок имеют целый ряд недостатков, которые существенно затрудняют их использование.
Содержание
Введение ................................................................................................................ 2
ГЛАВА 1. Автоэлектронная эмиссия из наноуглеродных метериалов (Литературный обзор)........................................................................................... 7
§1. Общие сведения об атоэлектронной эмиссии............................................... 7
1.1 Теория автоэлектронной эмиссии из металлов и полупроводников...... 7
1.2 Автоэлектронная эмиссия из наноразмерных эмиттеров............................................................................................................... 18
§2. Особенности автоэлектронной эмиссии из наноуглеродных материалов............................................................................................................ 22
§3. Автоэмиссионные катоды с изменяемой геометрией............................................................................................................ 24
3.1 Эксперементальная часть......................................................................... 24
3.2 Введение...................................................................................................... 25
3.3 Оптимальная форма наконечника............................................................ 27
3.4 Техника измерения автоэмиссии............................................................. 28
3.5 Результаты и обсуждения....................................................................... 31
3.6 Выводы и перспективы........................................................................... 36
Список литературы не найден
Потенциальные области применения включают интегрированные сенсорные системы (например, для измерения вакуума и газа), миниатюрные микроволновые усилительные трубки и мощные терагерцовые источники, а также компактные и быстро переключающиеся источники рентгеновского излучения.
Источник электронов является основным и наиболее важным компонентом таких вакуумных микроэлектронных устройств, поскольку его однородность и стабильность определяют управляемость излучением и конечную эффективность устройства. В этом отношении катоды с холодной полевой эмиссией (FE) обладают значительными преимуществами по сравнению с термоэлектронными источниками электронов. Однако надежное и воспроизводимое изготовление усовершенствованных FE-катодов по-прежнему требует дальнейшей разработки новых