薄膜场致发射冷阴极

带有Mo尖锥的薄膜场致发射冷阴极,是基于场致发射理论,在高纯Si衬底上采用半导体微细加工技术制作而成的.本文简述该阴极的工作原理、制作工艺、目前的研究动态和应用前景.     

Ka波段磁控管冷阴极技术研究

冷阴极技术是磁控管发展的重要方向,冷阴极磁控管具有稳定性好、可靠性高、瞬间启动的特点。通过三种类型阴极磁控管冷启动特性对比分析,最终选择合金阴极作为冷阴极磁控管的发射体。采用合金阴极研制的磁控管,可以可靠地实现冷启动,起振稳定时间小于5 s,脉冲宽度、输出功率等电参数指标与传统热阴极一致。     

冷阴极技术及其在大功率真空电子器件中的应用

场致发射阴极作为重要的电子源之一,在真空电子器件的发展进程中扮演了重要的角色。在与固态器件的竞争中,真空电子器件朝大功率高频方向持续发展,场致发射阴极的应用使其在器件尺寸、可靠性、功耗和工作频率等方面具备了较大的改进空间。本文综述了近年来大电流场致发射阴极技术进展,特别介绍了碳纳米管场致发射阴极的发展。试验表明在直流测试条件下,该类型场致发射阴极发射电流密度已可达到A/cm2量级,且可以实现长寿命高稳定发射,未来在场致发射阴极微波放大器、自由电子激光器和新型中子源等方面将有广泛的应用前景。     

碳纳米管冷阴极Pierce电子枪

为发展场致发射冷阴极毫米波电真空辐射源器件, 对利用大面积碳纳米管冷阴极产生大电流、高电流密度电子注的电子光学系统进行了研究.通过在Pierce电子枪阴极表面引入栅网结构, 解决了碳纳米管冷阴极场致发射所需的强电场和电子聚束问题.在碳纳米管冷阴极实验测试数据的基础上, 采用粒子模拟软件对上述电子光学系统进行了仿真.研究了栅网对注电流、注腰半径和电子注散射的影响, 分析了阳极电压和外加轴向磁场对电子注的聚束作用.优化后的仿真结果表明在阴极发射面为3.03 cm2时, 该电子光学系统能够产生210 mA、60 kV, 电流密度为6.7 A/cm2, 最大注半径为1mm的电子注.     

真空微电子器件应用研究

本文叙述了场致发射的机理及几种不同类型场致发射阴极的特点,并对场致发射技术在真空微电子器件方面的应用进行了分析。     

Ka波段冷阴极磁控管启动特性研究

冷阴极磁控管是一种性价比很高的可靠微波源,它具有瞬时启动、寿命长、可靠性高、系统容易实现小型化的优点。选用钯钡合金和难熔金属钽作为冷阴极材料,钽环作为一次发射体,由场致发射提供一次电子,钯钡合金为二次发射体,钯钡合金在一次电子的轰击下产生二次电子,两者提供磁控管阴阳极电流,实现磁控管正常振荡。从理论上详细分析了钽环厚度和钯钡合金温度对冷阴极启动特性的影响,基于理论分析结果,开展不同钽环厚度和阴极温度条件下磁控管工作性能研究,最终选用厚度为0.05 mm 的钽环作为冷阴极一次发射体,阴极工作温度在315~836 益之间,成功研制输出功率20 kW的Ka 波段冷阴极磁控管,冷启动稳定时间小于5 s,工作寿命超过500 h     

场致发射显示器的现状与发展

通过对场致发射显示器（FED）发展现状及其应用前景进行系统的比较与分析，着重讨论了场致发射体与其阵列制备工艺以及各种关键技术的优缺点，并介绍国外著名公司的研究动态，展望FED的发展趋势。     

大面积金属场致发射阴极阵列制造的新方法

本文提出了以玻璃为基质，以厚感光有机膜为铸模，利用光刻法制作大面积金属场致发射阴极阵列的新方法，对该方法的工艺结果进行了计算机模拟并在现有条件下进行了初步的工艺探索，最后讨论了改进措施。     

大面积碳纳米管冷阴极的制备与研究

针对碳纳米管(CNT)阴极场发射均匀性这一关关键难题，根据CNT场发射理论制备了一种新型碳纳米管阴极印刷浆料，实验表明：质量分数约为20％的纯化CNT与4．2％的导电氧化物粘接材料混合形成的印刷浆料，其阴极具有较佳的发射均匀特性，用丝网印刷技术制作成的大面积(对角线长度大于12．5cm)阴极，再经过快速烧结技术及两步后处理工艺，既能除掉粘接材料又能使CNT很好地与衬底固定，并使碳纳米管部分直立和充分暴露，进一步改善了发射均匀性，该均匀发射的阴极开启场为2．0V／μm在电场强度阴极可望应用于场致发射显示器，液晶显示的背光源、电光源等器件。     

冷阴极X射线管关键部件的设计与仿真

利用CST粒子工作室软件设计仿真了一种高电子通过率冷阴极微焦点X射线管。重点分析X射线管阴极结构、栅网和聚焦极的结构与电压、阳极电压等关键因素对电子束聚焦束斑的影响,特别是设计了一种独特的阴极凹槽结构,使阴极电子束发射的散角减小了21.84°,并使电子枪通过率从54.3%增加至74.59%。在此基础上设计的碳纳米管X射线管在阳极电压为70 kV时,电子通过率可达到75%,电子束焦点约为56 μm,聚束比为5∶1,可为冷阴极微焦点X射线管的设计和加工提供参考。     

碳纳米管冷阴极材料制备及其场发射性能研究

在场发射显示器技术领域,碳纳米管被认为是目前最有前途的场发射冷阴极材料之一。碳纳米管具有低的场发射阈值电场,高的发射电流密度使它们比传统的热阴极材料以及其他的场发射冷阴极材料更适于实际的技术应用。介绍了碳纳米管的制备方法和场发射原理,并对碳纳米管的场发射性能研究进行了综合的评述。     

阳极氧化条件对多孔硅冷阴极场发射特性的影响

研究了多孔硅的制备条件对多孔硅冷阴极场发射特性的影响,实验表明多孔硅的制备条件如电解电流密度、电解时间等多孔硅冷阴极的场发射特性有较大的影响。     

一种背栅极冷阴极器件中纳米线表面电场的分析

利用静电场理论计算了背栅极冷阴极器件的纳米线附近电场,给出电场分布的表示式及J-V曲线,并分析了几何参数对纳米线顶端表面电场的影响.结果表明,纳米线顶端表面产生巨大的电场,随着离纳米线顶端表面距离的增大,电场迅速下降;纳米线突出栅孔的长度(L-d1)越大,纳米线半径r0、栅孔半径R以及栅极与阳极间距d2越小,则纳米线顶端表面电场越强,而d2较大时d2对表面电场的影响很弱;纳米线顶端边缘电流密度J随着阳极与栅极电压的增加而指数增大.     

场致发射阵列阴极制备工艺研究

在修改常规Spindt型阴极制备工艺的基础上制作出低电压驱动且具有亚微米栅极孔径的场发射阵列,采用硅的局部氧化工艺制备栅极绝缘层,利用硅的侧向氧化使栅极孔径降低到亚微米量级,腐蚀出微腔阵列,通过固定角度蒸发铝制作牺牲层,再利用电子束蒸发钼,在微腔里沉积钼尖锥,去除牺牲层,成功制备出钼尖锥场发射阵列.为了改善场发射性能,制作出了六硼化镧尖锥阵列.分别对钼尖锥阴极阵列和六硼化镧尖锥阴极阵列的场发射特性进行了测试.本文研究对场发射阵列在实际中应用有着重要的意义.     

类金刚石薄膜冷阴极场发射研究进展

类金刚石薄膜具有负电子亲和势且易制备,作为冷阴极场发射材料在平板显示领域有潜在的应用价值而引起了人们的极大兴趣。本文对近年来国内外有关类金刚石薄膜制备方法,场发射实验与机理的研究现状进行了综述。     

可驱动碳纳米管冷阴极数码管的研制

采用印刷技术实现了碳纳米管阴极的大面积、低成本制备，并采用等离子体表面改性技术来提高阴极的发射性能。在此工艺基础上，自行设计和封装了七段显示的碳纳米管冷阴极数码管，配以简单的驱动电路，实现了碳纳米管冷阴极数码管的动态显示。     

磁控管中辅助热阴极式冷阴极技术研究

冷阴极技术是磁控管的重要发展方向,辅助热阴极式冷阴极技术在短毫米波和太赫兹磁控管中应用,可以突破阴极尺寸的限制,突破阴极发射能力的瓶颈,延长阴极使用寿命。文中对辅助热阴极式冷阴极的基本原理进行了理论分析,采用PIC软件分析了不同工作条件下电子相位的分布情况,在此基础上开展了W波段辅助热阴极式冷阴极磁控管试验研究,在磁场0.72 T、电压14.6 kV 条件下,磁控管输出功率340 W,工作频率95.913 GHz,磁控管能正常起振。     

场发射显示器阴极的制备方法及研究现状

目前用于场发射显示器的阴极主要有尖锥场发射阵列阴极、金刚石薄膜、类金刚石薄膜和碳纳米管场发射阴极等。本文论述了这几种场发射阴极常用的制作方法、研究现状及其以后的发展方向,并提出,用新型材料薄膜冷阴极代替传统的尖锥场发射阵列阴极,是实现FEDs大尺寸、低成本的重要途径。     

碳纳米管场发射器件新型阴极的研究

碳纳米管场发射显示器件（CNT-FFDs）中阴极的制备和表面处理一直是其中的关键环节而备受关注,本文通过光刻技术、丝网印刷技术、表面超声等流程制作带有平整电阻层的发射阴极,并对该阴极进行场发射测试,并通过扫描电镜（SEM）照片分析阴极表面,发现开启电场、发射均匀性及电流稳定性比以前未加处理的阴极有很大程度上的改善。此法适合于大面积的碳纳米管场发射显示的阴极制作。