Spindt阴极金属颗粒粘附失效分析

Spindt型场发射阴极,在初期老炼过程中容易失效,其表现为发射尖锥和栅极间短路、漏电,或是真空电弧损伤。引起Spindt阴极失效的一个主要原因,分析认为是存在于发射尖锥表面、栅极边缘以及承载尖锥的二氧化硅空腔中的金属颗粒附着。这些金属颗粒,产生于双向沉积制作发射尖锥过程中,它们在牺牲层剥离时脱落,并且没有在随后的纯水清洗过程中得到有效去除。这些金属颗粒的存在,即便没有导致初期阴极失效,也可能成为阴极大电流应用,如微波真空功率器件应用的潜在障碍。研究中提出了在常规清洗工艺中引入超声波清洗和兆声波清洗,初步试验研究表明,振动频率28 k Hz的超声波清洗,容易造成阴极损伤,并且对微小颗粒的去除效果不好,而频率1 MHz的兆声波清洗,则可近似无损地将阴极失效率大幅降低。     

InSb(100)近表面区域自由载流子的累积现象:低能离子损伤的HREELS研究

半导体中等离子激发的能量与其载流子浓度有一定的关系。利用高分辨率电子能量损失谱仪(HREELS)检测到的等离子激发能量的变化则可以反应出某些半导体表面区域载流子浓度的变化。对于InSb(100)的研究表明:(1)低能离子溅射(≤500eV)以及随后的退火处理都在n型和p型InSb(100)近表面区域形成一个自由载流子累积层;(2)低能离子的这种损伤效应延伸到100nm以下的深度。     

金刚石在太赫兹电真空器件中的应用

金刚石材料具有低的介电常数、小的微波损耗、良好的导热性能,成为太赫兹电真空器件发展过程中非常有研究价值和应用价值的材料。它可以作为输能窗的介质窗片和高频结构的介质支撑材料。本文介绍了微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石材料在太赫兹电真空器件中的具体应用实例,以及在W波段行波管中的实际应用情况,包括MPCVD金刚石的制备过程,及其与金属材料的封接工艺。研制出的W波段金刚石窗冷测结果显示其在75 GHz-110 GHz频段内性能良好:驻波系数(VSWR)≤1.5,传输损耗≤0.5 dB。这种窗已经成功用于W波段折叠波导连续波与脉冲行波管中。     

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.     

离子束表面处理抑制空间行波管多级降压收集级二次电子发射的研究

设计了一台抑制空间行波管多级降压收集极二次电子发射的、专用离子束处理设备.研究了Mo 原子沉积速率对二次电子发射系数和表面织构的影响.无氧铜片基底上的试验结果表明,二次电子发射系数与Mo原子的沉积速率和表面织构密切相关.处理过程中基底温度起着重要作用.采用优化工艺得到的二次电子发射系数最大值下降到0.65,低于未经处理无氧铜基片的一半.初步试验表明,采用离子处理的多级降压收集极后,K和Ka 波段的行波管的整管效率获得明显提高.     

黎蒴栲材制中纤板的工艺研究

采用二次旋转组合设计试验方案和成熟的热压工艺,探索黎蒴栲纤维与新西兰速生材辐射松纤维的复合比、施胶量、成板密度对黎蒴栲材制造中纤板的影响,旨在为黎蒴栲应用于中纤板生产提供实验依据。结果表明,比较理想的黎蒴栲/辐射松纤维复合比为3∶7,施胶量为11%,成板密度为0.8g/cm3;在其条件下制成的中纤板质量符合GB/T11718-1999的要求。     

从石墨烯开关看电子在石墨烯中的奇异行为

与固态器件相比,真空电子器件的最大特点是电子在真空中的运动速率远大于在固体中的运动速率.然而,石墨烯的问世使这种现象发生了变化.现已发现,石墨烯中的电子不仅运动速率远高于传统半导体中的电子,而且存在各种奇特行为,使石墨烯的研究和应用备受关注.本文首先对普通晶体管材料和石墨烯中的电子行为进行比较,然后介绍石墨烯p-n结的特性和石墨烯逻辑开关的一些应用研究进展.     

超纳米金刚石薄膜场发射特性的研究

超纳米金刚石(UNCD)是一种全新的纳米材料，具有许多独特性能。介绍了Si微尖和微尖阵列阴极沉积超纳米金刚石薄膜的工艺及其场发射特性。研究发现，适当的成核工艺和微波等离子体化学气相沉积工艺可在Si微尖上沉积一层光滑敷形的金刚石薄膜；沉积后阴极的电压-电流特性、发射电流的稳定性以及工作在氧气环境下的发射特性都获得明显提高。讨论了超纳米晶金刚石薄膜阴极的发射机理。