具有汇聚特性的场发射电子源的模拟研究

提出了一种具有汇聚特性的新型场发射阴极结构,利用有限元方法模拟计算了此种阴极结构在不同参数条件下的电场分布、电子轨迹,考察了不同参数对电子汇聚效果的影响,给出了此种场发射阴极的栅极-阴极间距、栅极宽度、阳极电压、栅极电压等基本参数对汇聚效果的影响.模拟计算结果表明,电子束的汇聚程度随着栅极-阴极间距的增大而增大,随着栅极宽度的增大而减小;电子束的汇聚程度与阳极电压、栅极电压参数密切相关,并存在最优参数.     

５００ ｋＷ 四极电子管栅极组件热分析与结构优化

四极电子管可以作为射频四级场(Radio Frequency Quadrupole, RFQ)加速器的射频功率源,而阴极和栅极作为四极电子管的关键电极,其结构参数直接影响四极电子管的输出功率和增益等主要性能参数。本文利用有限元分析软件ANSYS,对RF频率为195-600MHz、输出功率为500kW的四极电子管的栅极等关键部件进行了热分析计算。为模拟工作状态,首先施加阴极组件给定的功率,观测阴极和栅极组件的温度分布情况,然后进行抑制栅极散热翼片的结构优化与设计,仿真结果显示：栅极最高温度从289.29oC下降至268.21oC,达到优化抑制栅极的散热效果,并使用ANSYS的热-结构联合模块对其进行耦合计算分析,验证了优化后栅极结构的可行性,改善了四极管的散热需求,从而保证四极管能在合适的工作温度下稳定运行。     

球面蜂窝形栅极的制作

正 众所周知,脉冲管子的栅极调制比阴极调制和阳极调制具有更多优越性,因此得到很大发展。但是通常的控制栅极要截获一部份阴极电流,比如15％左右。这使控制栅极发热,从而限制了它只能在小功率管范围应用。对大功率管来讲,就需要无截获的控制栅极。为了达到高放大系数和无截获的栅极控制,方法是紧挨着阴极的地方另加一个电极阴影栅。 我国过去在行波管中,使用的控制栅极多是球面方格网孔钼栅极,这种栅极截获面     

新型前栅极CNT-FED的研究

传统的前栅极场致发射显示板由于介质层和栅极的制作在生成或制作阴极场致发射源之后，在制造过程中容易破坏场致发射源；另外阴极发射对介质层厚度、阳极电压和调制极开口等参数非常敏感，所以器件的发射均匀性难以保证。为了解决这些问题，引入了类似HOP玻璃的结构。阴极上只需要丝印碳纳米管，无需制作介质层和栅极，解决了场致发射源被破坏的问题。阴极与栅极之间真空取代了介质层，由于真空的绝缘性能高于介质层，所以阴极与栅极之间的距离可以减小，栅极的调制效果更显著。由于玻璃的平整度高于一般方法制作的介质层的平整度，所以器件的发射均匀性比较好。     

电泳淀积三极管结构的碳纳米管场发射显示阴极

本研究探索了一种电泳选域组装碳纳米管发射器到正栅极结构的衬底中作为三极管结构的场发射显示阴极的工艺.在这个工艺中,悬浊液中的碳纳米管在施加于栅极电极和阴极电极的电压的作用下移向并淀积到三极管结构的衬底中.同时,这个栅极电极的正电压能够排斥悬浊的碳纳米管,使栅极电极不吸附碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管选域组装到栅极孔洞中去,并且每一个孔洞中碳纳米管具有相同的组装密度.该工艺成本低、可实现大面积阴极的制备,是一种在制备三极管型碳纳米管场发射显示阴极中可供选择的工艺.     

基于场发射三极管结构的离子轰击分析

离子轰击影响场致发射器件的稳定性和工作寿命。本文以碳纳米管场发射三极管结构为例模拟了气体—电子碰撞电离产生的正离子回轰阴极的全过程，对模型中的平面阴极受损的位置和程度进行了的分析；为了减小离子轰击的影响，在三极管中引入了第二栅极利用其离子陷阱效应，并模拟了使用第二栅极后正离子回轰阴极的全过程和阴极受损情况。模拟结果证明，加入离子陷阱结构后可以明显改善场致发射三极管的离子轰击问题。     

低电子亲和势内场发射阴极

平面阴极的场致发射显示器件由于性能优越、结构简单而具有很好的应用前景。这种器件要实用化,急需提高阴极的电子发射率。提出一种改进栅极结构的方法达到提高电子发射率的目的;介绍了双金属栅极的结构和制作工艺;阐述了利用两种金属的接触电位差降低阴极电子发射势垒的原理;解释了实验中低驱动电压时发射率提高较多的现象。与单金属极相比双金属栅极的阴极电子发射率提高了5倍以上。     

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.     

采用表面涂复方法改善ZnCdS荧光粉

一、引言真空荧光显示器(VFD)是一种三极管,它具有三个电极,即阴极,栅极和阳共振极。在灯丝阴极上涂有氧化钡、锶、铈。阴极加热时发射的电子被栅极和阳极的正电位加速并轰击在荧光粉上,在轰击过程中使荧光粉激发。VFD 类似于 CRT,但 VFD 的加速     

两种高逸出功复合膜材料的AES研究

一、引言:现代大功率微波管已普遍采用无截获栅控电子枪。由于阴影栅一般采取紧贴阴极面的结构,而控制栅与阴极的距离又很近,阴极工作时活性物质极易蒸发和迁移到栅极表面使栅发射,栅截获大量增加,严重影响管子的正常工作。为了解决这一问题,我们利用磁控溅射技术,在栅极上溅射上一层或多层高逸出功材料,用以抑制栅发射。本文介绍了在 Mo 栅极上涂敷 Ta—zr、Fe—Zr 两种     

碳纳米管场发射显示器中栅极技术的研究

碳纳米管场发射显示器件的研究已在各个国家开展了许多年,但仍然有很多的问题亟待解决,如碳纳米管作为阴极发射材料的发射均匀性、开启电场、栅极结构的制作、荧光屏制作、真空封装等困难。本文研究了碳纳米管场发射器件的几种结构、特性及其制作工艺,重点阐述了前栅极结构碳纳米管场发射显示器件中在栅极制作和阴极材料装配的瓶颈,并提出了一种栅极制作和阴极保护的方法,并运用此方法在实验室制作了三极结构器件进行验证,有效地解决了制作前栅极结构的困难,为制作大面积碳纳米管场发射显示屏提供了可行性方案。     

显示术语面面观

VFD(vacuum fluorescent display)真空荧光显示器真空荧光显示器(VFD)是由直热式阴极、栅极及涂有荧光粉的阳极构成的电真空显示器件,由阴极发射出来的电子在栅极的控制下加速碰撞阳极,阳极上按一定图形涂布的荧光粉被低速     

碳纳米管冷阴极电子枪的电子光学设计

基于皮尔斯电子枪设计理论,提出了一种碳纳米管场致发射阴极电子枪的电子光学设计方案。电子枪阴极半径为0.5 mm,保持阴阳极电压不变,动态调整栅极电压,并利用计算机技术仿真软件（CST）对其进行仿真优化研究;结果表明,栅极最佳电压值为-14 kV,对应阴极发射电流为15.08 mA,阳极处电子束半径约为0.1 mm。研究为碳纳米管冷阴极栅极结构的设计提供了一种新的思路。     

酸性镀铂工艺

一、前言在研制大功率发射管的工作中,如何使栅极承受较大的比负荷,并保证管子的正常工作是一个相当重要的问题。尤其在钍钨阴极的大功率发射四极管中、由于钼栅极极易受阴极蒸发的钍激活而产生热电子发射,这种热电子发射将随着栅极比负荷的增加而增加。这将引起电子管栅偏压的失控变化而最终导致电子管的损坏。     

具有微小栅极孔径的场发射阴极的模拟

利用有限元方法计算了具有微小栅极孔径的Spindt结构场发射阴极在不同栅极形状、孔径、电压下的电场分布和电子轨迹，并根据电子运动轨迹计算了场发射电子束的发散角和发射效率。计算结果表明微小栅极孔径可以有效减小场发射电子束的发散，同时通过调整栅极的形状可以获得较高的场发射效率。     

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。     

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。     

发射机负压电源的故障分析

10kW中频调制彩色电视发射机前四级共用一个36V负压电源(图1).由于这四级大电子管栅网较粗,并且栅极与阴极靠得很近,常会出现栅极与阴极碰极短路故障.出现这种故障时,36V负压电源面板输出电压表指示由标称值36V降低为18V左右,这种现象往往使人误认为是36V负压电源出了故障.其实,这种故障是由于36V负压电源的四个较大型电子管负载中的一个电子管栅极和阴极碰极短路.这种故障很容易查找.把这四个电子管栅极的供电线插头分别拔下,每拔一个栅极供电插头,观察一下36V负压电源面板电压表指示.若在拔下某一级时,36V负压电源电压输出指示恢复正常,则说明故障就发生在该级.一般情况下,更换一只好管子,故障就可以排除.     

结合式无截获控制栅电子枪

结合栅组件是由金属—绝缘子—金属夹层组成,此组件是直接与浸渍钨阴极相接触。栅极组件的金属端面构成控制栅,而其底部的金属面则是阴极与绝缘体之间钡扩散的壁障。本设计的主要优点是所要求的栅——阴极间间距的严格公差极易达到,以及在阴极热态时能予以保持。本文所叙述的第一个结合栅结构是为栅一阴极间间距为2密耳的微波三极管所研制的,栅极网格尺寸为5×35密耳。栅极组件是由一个非常薄的各向异性的氮化硼绝缘体组成,在其两边是高频溅射金属化。这一制造工艺后来用来制造线性注管的收敛枪。     

大电流密度工作的氧化物阴极

涂氧化物阴极由于其在低工作温度下具有高发射效率而被广泛应用于电子管中。由于焦耳效应造成的打火或过热限制,氧化物阴极的直流发射最大极限考虑为0.5安/厘米~2。在1000°K的工作温度及从1.0至4.0安/厘米~2电流密度的情况下,我们成功地实验了具有相当长寿命的氧化物阴极。在平板二极管和三极管中进行了不同类型的氧化物阴极实验。发现,三极管中氧化物阴极的工作极限远比二极管中苛刻得多。进行了直流大电流密度二极管实验,同时,在直流、高频及脉冲条件下完成了三极管实验。在二极管中进行的大电流密度氧化物阴极实验表明,当前采用的阴极材料的某些极限仅大于4.0安/厘米~2。在目前阴极材料的极限为2.0安/厘米~2的三极管中出现了一些有趣的效应。由很小的极间距离造成的栅极过载及聚束效应产生了阳极表面的侵入作用及阴极污染。试验了各种栅极材料并对其结果进行了比较。在约为1.0安/厘米~2的平均电流密度下进行了大功率高频振荡器的三极管实验。在此工作模式中,栅极的设计及其材料是限制因素。在此模式中,栅极材料的蒸发可能使管子受到突然的严重破坏。在高频工作期间,沉积在绝缘子上的栅极材料使管子破裂。对实验进行的讨论表明,通过适当地选择材料可以避免产生此种结果。