Spindt阴极制作中剥离层的研究

在Spindt场发射阴极制作工艺流程中,剥离层对于形成良好的发射尖锥形状至关重要,同时它也是实现阴极阵列中尖锥均匀性的关键因素.本文研究了几种常用的剥离层材料包括金属铜,Al2O3以及水溶性的NaCl和NA2CO3.实验表明NaCl和Na2CO3用作剥离层,可以被去离子水迅速、容易地去除,并同时实现很好的腐蚀选择性.但用这些水溶性材料得到的发射尖锥形状不很规则且表面粗糙,由此也会带来整个阴极阵列上尖锥的不均匀性.使用Al2O3作为剥离层则较为理想,可以得到光滑的栅极收口和很好的尖锥阵列.但传统用来腐蚀Al2O3的热H3PO4,对于加热制作的Al2O3剥离层腐蚀较为困难.尝试了使用基于NaOH的腐蚀液来剥离加热Al2O3层,通过严格的工艺参数控制,如腐蚀液浓度和刻蚀时间,可以制作出质量较好尖锥发射体阵列.     

Hf栅极栅电子发射的研究

栅发射在栅控行波管及速调管中是较为普遍的现象,为了降低栅发射,通常采用高功函数金属作为栅极或在栅极表面沉积高功函数物质或沉积能与蒸散到栅极上的活性物质反应形成高功函数化合物的金属。本文直接采用纯金属Hf作为栅极,与普通Mo栅极对比,研究了Hf栅极在模拟电子管中管子激活前、阴极激活后栅发射的情况,并对氧化物阴极加速寿命中栅发射情况进行测试分析。结果表明:在阴极激活前后及寿命过程中,纯Hf栅极具有较小的栅发射电流。     

圆锥形阴极真空微三极管的计算机模拟

利用有限元法对圆锥形场致发射阴极的真空微三极管进行了计算机模拟。改变真空微三极管的各项结构参数及阳极和栅极电压 ,得到一系列模拟数据。然后对模拟结果进行分析讨论 ,总结出圆锥形阴极有效发射、阳极电流与真空微三极管的结构尺寸、阳极电压和栅极电压之间的关系 ,对于真空微三极管的实际设计和制作有一定的参考价值     

电真空器件清洁处理

电真空器件要求零件和部件表面洁净度高、没有油污。研究在制造真空电子器件工艺过程中油污对电镀、钎焊和衰减材料涂覆的影响。提出采用超声加去油溶液的方式去除制管过程中的油污,确定了电真空器件的清洗工艺,保证其清洁性。降低器件表面的出气率,保证阴极发射水平和电子枪的耐压强度,提高器件的可靠性和使用寿命。     

钙在阴极表面的双重作用

给出了在研究氧化物阴极表面钙的作用机制方面的实验结果和分析.提出钙企阴极表面上的存在,在不同的寿命阶段起不同作用的论点.当阴极表面有少量的钙时,这些钙有益于促使表面材料形成最优化的发射结构,对电子发射有利;因大量的钙在阴极表面富集后,必将导致阴极失效.     

LaB6空心阴极发射体失效的拓展寿命模型及可靠性定量评估北大核心CSCD

空心阴极的寿命是制约离子推力器寿命及可靠性的关键因素之一,而发射体殆尽失效又是制约空心阴极寿命及可靠性的关键因素。在前面工作中,已建立了LaB6空心阴极工作在额定发射电流下时发射体的损耗过程及工作寿命预测模型,文章在此寿命预测模型的基础上提出了一种发射体寿命扩展模型,即发射体进一步消耗发射体下游顶端高温区域,利用扩展模型重新计算了发射体耗尽失效模式下空心阴极的寿命,并用威布尔统计规律及分析方法定量分析了空心阴极的可靠性,较基本模型而言,扩展模型中空心阴极的寿命及可靠性均得到明显提升。并且发射体温度分布对发射体寿命及可靠性有重要影响。     

电子管及胆机基础知识（二）求取电子管三个基本参数的方法

有朋友会问,那些电子管的参数是怎样得出来的呢？其实这些参数工厂在设计生产时是根据电子管的内部结构来达到的,如电子管的渗透系数,决定于电子管电极的结构,栅极越稀疏,电子管的渗透系数就越大（很简单,栅极越稀疏,从阴极发射的电子越容易到达屏极,自然渗透系数就越大）,放大系数μ值便越小（μ=I/D）,反之,栅极越密,电子管的放大系数便越高。当栅极的疏密度和板极半径一定时,圆筒形三极管中的渗透系数最小,也就是说,当栅极半径r。-0．4,。时,板极和阴极间隔离度最好。     

共面双栅极金刚石薄膜FEAs的计算机模拟

本文提出共面双栅极金刚石薄膜的场发射阵列阴极 (FEAs) ,它由平行的栅极、共面反射极和长条型的金刚石薄膜场发射体组成。采用PIC粒子模拟软件MAGIC模拟这种结构的电子轨迹、相空间图和发射电流 电压等特性 ,并与只有栅极时的情况进行对比 ,表明反射极对电子注有会聚作用 ,能形成层流性良好的电子注 ,该结构可应用于场发射平面显示器等真空微电子器件中     

高功率微波源用阴极材料的研究现状

高功率微波(High power microwave,HPM)技术中最关键的技术是阴极材料技术,阴极材料的性能决定着高功率微波的输出功率.综述了目前所用的阴极材料的研究现状,主要分析对比了几种爆炸发射阴极材料的发射机制以及优缺点:以尖端场增强为发射机制的金属阴极由于熔点低、等离子体闭合速率快等问题,在高功率微波源技术中的应用受到了限制;天鹅绒的发射机制为表面闪烙点火,最大的缺点是阴极寿命短;碳纤维阴极不仅有尖端处的场发射,而且存在侧面的表面闪烙过程,高重复频率及长寿命的碳纤维阴极是目前研究的热点,热电离阴极发射电流密度有待提高;铁电阴极在HPM源中极具发展潜力.     

真空度对阴极材料微结构影响的电子显微分析

针对阴极失效影响因素中的真空度问题,利用扫描电子显微镜以及能谱仪作为研究手段,分析对比了未老炼以及在不同真空条件下老炼的阴极的微观结构以及成分差异,结果表明,真空度降低,阴极中发射物质将与空气中的水汽以及氧反应,导致微观结构发生变化,这对于行波管的封装可靠性提出了较高要求.     

稀土难熔金属电子发射材料的研究

介绍了两种阴极,即稀土钼金属陶瓷次级发射材料及钪钨基扩散阴极。研究结果表明,稀土钼金属陶瓷阴极的最大次级发射系数可达6.5,与单元稀土氧化物掺杂的钼阴极相比,复合稀土氧化物-钼具有更高的次级发射系数,主要是由于复合氧化物在高温、真空条件下失氧速度小于单元稀土氧化物,相对于单元稀土氧化物具有较低的缺陷浓度,使缺陷对二次电子的散射作用减弱,从而有利于阴极的发射。钪钨基扩散阴极具有优异的热发射性能,900℃下阴极的发射电流密度达87A/cm~2,为普通钪酸盐阴极的3倍。活性元素Ba、Sc和O在阴极激活过程中同时向表面扩散,在阴极表面建立均匀分布的Ba、Sc和O活性层,促进了阴极的发射。     

强发射电流铁电阴极真空二极管试验装置的研制

铁电阴极材料,作为一种新型功能材料,因其发射电流密度高且对使用环境无苛刻要求,而得到各国高度重视.为了测试其电流发射密度,作者研制了铁电阴极真空二极管试验装置,并加以改进,然后将锆钛酸铅(PZT)铁电材料封装入二极管中,进行电子发射试验研究.结果表明,所研制的真空二极管,其真空度达到了试验要求,屏蔽了地电流信号对样品信号的干扰,达到了强电流铁电阴极材料发射电流密度测试的基本要求,为铁电阴极材料在真空二极管中的实用化奠定了基础.     

微波管环境下场发射阵列阴极的工作稳定性研究

场致发射阵列阴极在微波管中的应用无疑是微波真空电子器件的一场革命,但经过多年的研究和发展目前仍没有解决微波管环境下阵列阴极的工作稳定性和寿命问题.虽然国外也有一些利用这种冷阴极的行波管和预群聚速调四极管的实验,但都存在同样的寿命问题.本文对场致发射阵列阴极在微波管环境中的工作稳定性和失效机理进行了分析研究,主要原因是真空度、微波管的残余气氛、电子枪区域的高压打火和离子的回轰影响了阵列阴极的稳定性和寿命等,提出了场致发射阵列阴极在结构、发射体材料、处理工艺、整管排气封接过程等方面的改进方法,以使这种阴极能适应微波电真空器件的特殊环境.     

真空二极管阴极表面场致发射模型的研究

为研究真空二极管阴极表面场致发射模型的算法及数值模拟参数对场致发射过程的影响,建立了计算阴极表面电场强度的有限差分近似模型和高斯定理模型,并基于高斯定理模型自行编程对不同间隙距离的二极管进行模拟计算。模拟得到了场致发射过程中阴极表面电场随时间的演变特性及阴极表面稳态电场与外加电场之间的关系,还将阴极表面稳态电场的模拟结果与理论分析结果进行了对比。研究结果表明,空间网格划分数目的多寡对基于高斯定理场致发射模型计算得到的阴极表面电场的影响不大;每个宏电子包含真实电子的数目、二极管间隙距离、二极管外加电场强度等参数均会对数值模拟结果产生显著影响。     

基于SPCE061A单片机的超声波清洗机设计

针对半导体器件、印制电路板等表面形状复杂且易损坏的器件,其表面污物难于清洗的状况,介绍了一种基于SPCE061A单片机控制的超声波清洗机.依据超声波清洗原理,分析了超声波清洗机的工作过程,对超声波清洗机的控制电路、驱动电路、频率自动跟踪技术、阻抗匹配及系统软件设计方法进行了详细介绍.该超声波清洗机可以实现频率自动跟踪、功率调节及定时等功能,另外有振荡、扫描两种工作方式可供选择.实验表明,该超声波清洗机工作可靠,清洗效果好.     

超高真空条件下NEAⅢ-Ⅴ族半导体光电阴极的工艺与性能的研究

介绍对GaAs及1.25μm InGaAsPⅢ-Ⅴ族半导体光电阴极的激活工艺及其性能的初步研究结果。全部采用国产超高真空系统,真空度优于8×10~(-8)Pa。在真空系统中激活的GaAs(Cs,O)光电阴极的积分灵敏度约为550μA/lm,InGaAsP(Cs,O)光电阴极在1.06μm处的量子效率为0.4%。用2.06μm波长(禁带宽度E_(?)=1.25μm)、ns量级脉宽的Er,Tm,Ho:YLF激光作激发源在GaAs(Cs,O)光电阴极中实现了三光子光电发射。在液氮温度下测得的数据与室温下测得的数据相吻合,证明热发射相对于三光子光电发射可以忽略。     

硅锥场发射阴极电热状态的数值模拟

用有限差分法求解相互耦合的电流连续方程和导热方程 ,对硅锥阴极的电热状态进行了数值模拟。模拟中采用了与温度、电场相关电导率模型以及和温度相关的热导率模型。模拟的结果表明 ,锥体顶端的电位变化比较突出 ,在较小的电流下其内部电场即可以达到临界场强 ,使载流子漂移速度开始饱和 ,并表现出饱和的发射特性。在尖锥顶端内部电场达到临界场强直至发生碰撞电离时 ,温升不显著     

星型阴极的温度分布研究

通过对星型阴极的稳定导热问题进行分析 ,推导出阴极交叉点附近温度分布的近似解析式。并用有限差分数值计算方法对钨基底金属的温度分布进行了计算、分析。数值计算结果和解析结果在常用的阴极温度使用范围内吻合良好 ,表明该解析式在热、热 场、Schottky发射阴极的研究和实际应用中具有实用价值     

覆Os膜M型阴极高发射性能随真空度变化的研究

在覆Os膜M型阴极工作于75 A/cm2高电流密度的情况下,逐级降低真空系统的真空度,测出了阴极电流密度随真空度变化的关系曲线.分析表明,当系统真空度为1.0x 10-5 Pa时,阴极发射开始出现明显下降,下降幅度达1.96％;当真空度为2.07x 10-4 Pa时,阴极电流密度降低10％,阴极寿命接近终了.进一步研究认为,对于微波管而言,通过渗漏进入微波管内的大气特别是其中的氧分子,将阴极表面的Ba+(a)转变为Ba2+,使得阴极表面的发射单元逐步丧失电子发射能力;与此同时,真空度降低带来的离子轰击使得离子斑区域的覆膜层消失,导致该区域功函数升高.两种因素的共同作用,使得微波管中阴极的发射性能逐步下降.     

阴极弧离子镀磁过滤器

在真空阴极弧离子镀的过程中,在阴极材料表面阴极斑点处的电流密度很大、斑点温度很高,发射出来的物质中包含有很多宏观粒子团（ＭＰ＇ｓ：ｍａｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）,构成对成膜表面的污染,人们采用了磁过滤器对ＭＰ＇ｓ进行过滤。采用的型式一般有直线结构,曲线型结构两种。本文介绍了ＭＰ＇ｓ的形成机理,各种磁过滤器的基本结构和工作原理,并着重介绍９０°弯曲弧磁过滤器的特点及离子分布规律。最后,概括介绍了阴极弧离子镀磁过滤器适用范围。