单晶LaB_6尖锥几何结构对场发射性能影响的CST模拟

单晶LaB_6尖锥有望成为理想的场致电子发射阴极,采用三维粒子模拟软件Computer Simulation Technology(CST)对尖锥曲率半径在0.1~10μm范围内的系列单晶LaB_6尖锥阴极的场致发射特性进行了模拟。研究结果表明,单晶LaB_6尖锥的电子发射轨迹为倒立锥形,锥尖处电位线最密集且场强最大,且随锥尖曲率半径的减小,锥尖处场强增大,发射电流增大。当LaB_6尖锥的锥角40°,锥高Ht=2 mm,锥尖曲率半径Rt=0.1μm时,尖锥获得最佳场发射性能:电场强度E=7.22×107V/cm,发射电流I=25.5μA。为具有优良场发射性能的单晶LaB_6尖锥场发射阴极的几何结构设计和加工提供了理论指导。