钼尖场致发射阵列阴极的性能研究

利用微细加工技术和双向薄膜沉积技术对钼尖场发射阵列阴极的工艺进行了较为细致的研究，并在专用的真空系统中对所得阵列阴极的发射性能进行了测试，得到了一定的场致发射电流密度值。测试中采用数据采集系统监测栅极电压、阳极电压、阳极电流和栅极电流，测量了阴极阵列的发射稳定性和发射噪声。对发射的失效机理进行了实验研究和分析，认为发射失效的主要原因在于栅极和基底之间的漏电，尖锥和棚极孔间的暗电流，电极间的放电和放气，以及环境真空度和尖锥的均匀性等。所得结果以进一步开展有射频器件和显示器件方面的应用研究打下了一定基础。     

待定系数法计算场致发射体阴极表面场强和发射电流密度

在计算场致发射体阴极发射电流时 ,影响发射电流的主要因素是阴极表面的电场强度。由于发射电流密度的大小和阴极表面场强呈指数关系 ,阴极表面场强很小的变化将引起发射电流的剧烈变化 ,所以提高阴极表面场强的计算精度是至关重要的。本文提出了一种计算阴极表面场强的新方法——待定系数法 ,并用该方法计算了一个二极管场致发射体的阴极表面电场强度和电流密度。     

热阴极非均匀性发射测量系统数据处理软件的应用

本文简要介绍了我国首台自行设计制造的阴极微区非均匀发射自动测量系统和测量数据处理软件,以研究钡钨阴极在支取不同发射电流密度下发射电流的非均匀性为例,给出一些实验结果。     

敷ZrC的Mo Spindt阵列阴极的发射性能

对Spin＆阵列阴极表面涂敷ZrC薄膜后的发射性能进行了研究。本实验采用原位沉积的方法实现ZrC薄膜的涂敷，所谓原位沉积就是在沉积完Mo尖锥后，立刻沉积ZrC薄膜，其中，ZrC厚度为5～10nm。涂敷ZrC薄膜后的Spindt阵列阴极（ZrC FEA）在相同条件下与Mo阵列相比呈现出良好的发射性能，如相同栅极电压下的发射电流密度升高，开启电压降低。为清洁和光滑发射体表面，本实验在测试前对ZrC FEA进行了场解吸附处理，并比较了ZrC FEA在处理前后发射性能的变化。     

栅控枪中阴极发射电流密度的调节

分析了栅控枪中阴极面发射不均匀的原因,特别是栅极的加入对阴极发射的影响。模拟了栅极尺寸改变对阴极发射电流的调节作用,得到了栅网的几个主要尺寸变化对阴极发射影响的规律。在设计时,可以根据其对栅网进行优化处理,以得到比较均匀的阴极电流发射,从而延长阴极的使用寿命。     

用于场发射显示器的火山口型场发射阴极

介绍一种国内外研究的用于场发射显示器的火山口型场发射阴极,它相对于尖锥型场发射阴极来说，具有制作方法简单，制作成本更低，发射一致性更好，更适合大规模工业化生产。但不足之处是发射电流密度太小和有较大的栅极电流。文章详细介绍了火山口型场发射阴极的制作过程，分析并测试了其发射性能以及转移到玻璃基底上的制作方法。最后还介绍了火山口型场发射阴极的改进型-跑道型场发射阴极。     

一种用于重离子加速器电子冷却装置阴极的研制

该文主要研制一种用于HIRFL-CSR电子冷却装置的氧化物阴极,测试了该阴极在普通试验二极管中的发射性能及寿命,研究了成型阴极表面温度均匀性及其分解激活过程。结果表明,阴极支取直流发射电流密度0.5 A/cm2,工作温度750℃～800℃时具有很好的发射均匀性,电流加速寿命结果表明,该阴极在800℃,寿命超过18000 h。     

残气对活性Mo场致发射阴极阵列发射特性的影响

1引言场致发射阴极阵列对发射体尖端受污染是非常敏感的，这些污染来自真空封装内的各种残余气体。这些气体除了会改变尖端表面的性能，还会被场致发射的电子电离。这些能量高的离子撞击尖端引起尖端表面结构的变化，从而使发射电流不稳定，甚至使器件失效。因此，必须基本了解各种残气对场致发射阵列灵敏度的影响，以保证器件的发射电流具有长期的稳定性及可靠性。目前对场致发射真空微电子器件人们感兴趣的是将它用作矩阵寻址电子束激发源的平板场发射显示器（FED）。场致发射显示器与阳极射线管相类似，只是它采用薄型平板封装。FED工…     

提高PZT阴极电子发射性能的实验研究

实验研究了提高PZT(锆钛酸铅)阴极电子发射性能.在电子发射快极化反转机理的基础上,分析了电流发射密度随激励场强增大的原因.通过电极绝缘保护层改散了阴极的表面击穿特性,通过等静压工艺改善了阴极的体击穿特性和通过Mn2+的添加提高材料本生的耐电压强度,从而提高了施加在阴极上的激励场强值.实验数据显示等静压工艺、高的激励场强、绝缘保护层、Mn2+的添加等均有利于阴极的电流发射,发射电流密度提高到123 A/cm2.     

批产阴极发射电流稳定性的研究

针对脉冲栅控行波管在批量生产过程中出现发射电流不稳定的现象,结合具体问题分别从阴极本身发射能力的一致性及电子枪内结构中的阴极-栅网距离等方面进行研究。结果表明通过建立阴极抽样检测方法可使阴极的发射良品率提高30%;适当控制阴极-栅网之间的距离,可避免电子枪的温度过低及脉冲电压高等现象,从而最终保证批量生产阴极发射电流的稳定性。     

场发射阵列阴极在行波管中的应用

场发射阵列阴极应用于行波管的不足主要表现在：FEAs发射不稳定、阴极发射电流密度较低及电子束存在散焦的问题．分析了产生这些问题的主要原因。提出了相应的解决方案,主要包括：提高真空度,选择合适的发射体材料,增加电阻层等,以提高电子发射的稳定性;优化发射体结构参量,改善制作方法等,以增大阴极发射的电流密度;对电子枪结构进行修改,解决电子柬散焦等问题。最后,概述了新型材料——碳纳米管在行波管中的应用现状,目前虽然还不成熟,却表现出了极大的潜力：     

印刷碳纳米管薄膜场发射失效行为研究

对基于印刷碳纳米管（CNT）薄膜的场发射器件的失效行为进行了研究。微观分析结果表明，器件失效主要是由真空击穿对CNT和导电衬底造成损坏所引起的。印刷CNT薄膜中存在的CNT团聚颗粒所造成的正反馈的发热和电流增加导致了真空击穿的发生。通过在真空室中对印刷CNT薄膜进行场发射条件下的老炼处理，有效地预防了真空击穿的发生，并使薄膜的场发射均匀性得到提高，证实了真空老炼对预防真空击穿和提高器件工作可靠性的作用。     

A formation of cobalt silicide on silicon field emitter arrays byelectrical stress

A novel process utilizing electrical stress is proposed for the formation of Co silicide on single crystal silicon (c-Si) FEAs to improve the field emission characteristics. Co silicide FEAs formed by electrical stress (ES) exhibited a significant improvement in turn-on voltage and emission current compared with c-Si FEAs. The improvement mainly comes from the lower effective work function of Co silicide and less blunting of tips during silicidation by electrical stress in an ultra high vacuum (UHV) environment less than 10^-8 torr     

Field Emission of Electrons Powered by a Triboelectric Nanogenerator

Field emission of electrons usually requires high voltage (HV) of at least 100 V, which limits its applications due to the high cost, instability, portability issues, etc., of the HV instrument. Triboelectric nanogenerators (TENGs) have been developed to provide an HV of at least several kV for portable/mobile instrument, with controllability already demonstrated. Here, the field emission of electrons driven by TENG, namely, tribo‐field emission, is presented for the first time. The emission voltage and the charge transfer per cycle can be tuned and controlled by TENG. The current peak generated from TENG with limited charge transfer is demonstrated to be more favorable than the direct current HV source in terms of emitter protection. A unidirectional continuous emission current is achieved through the tribo‐field emission. A cathode‐ray tube can be powered by TENG, with hours of illumination demonstrated through only one sliding motion. Such approach can provide a potential solution for controllable, stable, and portable field‐emission devices without any additional external power sources.     

Surface morphology and I-V characteristics of single-crystal,polycrystalline, and amorphous silicon FEA's

This letter reports the surface morphology and current-voltage (I-V) characteristics of single-crystal silicon (c-Si), polycrystalline silicon (poly-Si), and amorphous silicon (a-Si) field emitter arrays (FEAs). As-deposited a-Si film has a smoother surface than poly-Si film. The surface morphology of the a-Si remains smooth even after phosphorus doping and oxidation at 950°C to be improved in emission characteristics, i.e., smaller anode current deviation among arrays smaller gate current, and higher failure voltage than those of poly-Si FEAs. Such improved characteristics can be explained by the smooth surface morphology which is kept during doping and oxidation. The surface roughness and emission characteristics of a-Si FEAs are comparable to those of c-Si FEAs     

碳纳米管的场发射特性研究

主要探讨碳纳米管场发射特性的理论,希望能将碳纳米管所拥有的绝佳场发射结果应用在场发射显示器与其他电子元件上。本文首先对碳纳米管的场发射特性进行了理论分析与应用价值的讨论,由分析可以看出,碳纳米管的场发射特性是会受到彼此间屏蔽效应的影响的。最后,本文分析归纳出与碳纳米管场发射特性相关的各种因素,这对日后研究碳纳米管在场发射显示器上的应用会有不错的帮助。     

FED显示驱动电路结构及其场发射特性分析

从场发射的基本原理出发,分析了影响场发射电流的内外因素。阴极表面强电场是产 生发射电流的必要条件,但像素的不均匀性和场发射特性的非线性导致无法产生精确的发射电流,由此带来了亮度调节的可控性差;阴极驱动电路作为发射电流回路的一部分,其电路结构直接影响发射电流的控制特性,分析表明电流驱动模式能对阳极束电流进行精确控制,是实现FED亮度控制的理想驱动方式。     

薄膜型平栅极FED背光源的制备及性能研究

利用磁控溅射和光刻技术在玻璃基底上制备薄膜型平栅极场发射阴极阵列,采用电泳工艺将碳纳米管(CNTs)发射材料转移到薄膜型平栅结构的阴极电极表面,借助光学显微镜和扫描电镜观测薄膜型平栅极场发射阴极阵列。利用Ansys软件模拟阴栅间距对阴极表面电场分布的影响,优化其结构参数,对其场发射特性进行了讨论。实验结果表明,CNTs能均匀地分散在平栅型结构的阴极表面,当电场强度为2.4 V/μm时,器件发射电流密度达到1.8 mA/cm2,亮度达3 000cd/m2,均匀性为90%,能稳定发射28 h,且具有较好的栅控作用。该薄膜型平栅极背光源技术简单、成本低,为将来制备新一代大面积场发射背光源提供了可行性方案。