覆锇膜阴极表面同步辐射光电子谱研究

为何浸渍阴极表面覆一层高功函数的锇(Os)膜后发射能力可以显著增加?这是一个长期未搞清的重要问题.该文在对阴极进行发射性能测试和扫描电镜分析的基础上,利用同步辐射光电子谱装置,对覆钨(W)膜阴极和覆Os膜阴极表面的元素成分及化学状态进行了全面系统的研究.结果表明,覆Os膜阴极的电子发射能力是覆W膜阴极2.65倍;与覆W膜相比,覆Os膜使阴极表面的钡(Ba)原子和低结合能态的吸附氧(O)原子分别增加了40％和56％.进一步分析认为,Os膜具有易氧化及氧化物易分解的特性,这一特性决定了覆Os膜阴极在激活后可以获得更多的超额钡Ba+(a),并因此具备更高的电子发射能力.     

覆Os膜扩散阴极Os-W互扩散的探讨

介绍了对覆锇扩散阴极锇膜与钨基间互扩散过程的研究结果。通过SEM对不同工作时间的阴极发射表面及纵向剖面的形貌进行分析,采用EDS对实验阴极的表面及纵向剖面进行元素成分的分析。研究表明,随工作时间的不同,阴极表面及纵向剖面Os-W浓度发生变化,呈现明显的扩散趋势。     

等离子体阴极电子枪的实验研究

填充等离子体高功率微波器件具有独特的性能.然而等离子体正离子对电子枪的轰击通常会破坏材料阴极表面并降低其电子发射能力.解决此问题的一种新方案是采用等离子体阴极电子枪.本文设计制作了等离子体阴极电子枪,采用氦气馈气系统和脉冲调制器进行实验研究,得到电子枪放电电流与气体压强、调制器电压等的关系.实验表明,等离子体阴极可取代材料阴极作为大电流、长脉冲电子注源.     

等离子体刻蚀过程中有害气体净化的原理和方法

叙述了等离子体刻蚀过程中产生的有害气体以及处理这些有害气体的原理和方法。对燃烧分解、化学中和、薄膜吸气、等离子体净化及脉冲电晕放电等作了简要的概述。指出等离子体净化和脉冲电晕放电是净化有害气体的较好方法。     

铝阴极氧化对同位素氦氖气体放电参数的影响

铝通常用作气体放电装置的阴极,经过表面氧化达到提高电子发射和耐正离子轰击的效果。本文采用自制的理想平行电极放电管对铝阴极做不同时间的放电氧化,模拟环形氦氖激光器的放电过程,研究了铝阴极氧化对气体放电参数(着火电压、灭火电压和正常辉光放电最大电流密度)的影响。根据实验测得的各个参数值,结合辉光放电的公式,计算了每个放电参数相应的阴极次级电子发射系数γ随氧化时间变化的值,结合电镜对氧化表面含氧量的测试分析了实验发现的现象。     

铈钨阴极表面铈浓度的研究

采用铈钨材料作阴极比纯钨阴极灯的寿命要高得多。因为铈的逸出功比钨低得多,相应就降低了脉冲氙灯阴极发射点的温度。在氙灯放电过程中,阴极电子发射基本上是一个热过程,正离子流对阴极的轰击形成高温阴极斑点,成为电子的发射中心。灯内阴极表面由于和放电沟道中等离子体相接触而处于高温状态,阴极表面活性物质不断蒸发导致表面浓度下降,而阴极表面活性物质的浓度对电子发射是至关重要的。若活性物质浓度得不到及时补充,阴极发射性能势必下降。     

六硼化镧与钡钨空心阴极的放电特性实验研究

空心阴极作为电推力器点火和羽流中和的核心部件,其内部气体放电特性对于阴极的工作性能起着决定性的作用.本文对基于不同发射体的钡钨空心阴极和六硼化镧阴极的放电特性进行了系统的实验研究,结果表明:随着阴极工作参数的不同,两种阴极的放电均表现为三种典型的放电模式;在相同的工作参数下,六硼化镧阴极可维持的放电电流较钡钨阴极的大,工作电流范围也更宽,但钡钨阴极工作时的放电电压更加稳定,应用于霍尔推力器时,有利于推力器工作效率的提高和稳定.     

覆锇阴极的蒸发

阴极的蒸发是微波管在使用过程中出现打火、漏电等现象的主要诱因,也是制约阴极寿命的最主要因素。理清影响蒸发的各种因素,能够有效控制蒸发、避免有害现象的发生,提升阴极的寿命。本文主要针对覆锇阴极,从机理的角度出发,重点对温度、孔度、覆盖度、膜层、盐的耗尽对蒸发产生的影响及蒸发与时间关系等进行了分析,并对测量阴极蒸发的方法做了简单介绍。     

新颖的微空心阴极放电及其性质研究

介绍了微空心阴极放电(microhollow cathode discharge,简称MHCD)的特点,根据MHCD的基本结构设计了—种新的放电结构:它由一个电源和一个可变电阻器构成“微空心阴极维持的辉光放电”,MHCD作为放电的阴极,金属针作为放电的阳极。利用该放电结构进行了空气的放电实验,产生了高气压大体积高电流密度的辉光放电等离子体,用于工业上的多种等离子体加工中;如果用稀有气体放电则能够用来作为微型准分子激光器的增益介质。在200Torr气压下,获得了稳定的空气直流放电,等离子体中电子密度估计在1011到1012cm-3之间,测得放电电流范围;8mA-30mA。测得放电V-I特性曲线,它有典型的微空心阴极维持的辉光放电的特点.估计的气体放电温度为2000K左右。     

铁电阴极低真空电子发射性能的分析

采用锆钛酸铅(PZT)铁电阴极,在高真空4×10-3 Pa和低真空1.4 Pa条件下分别进行了电子发射实验.对收集电流波形进行积分,计算出收集电荷,低真空与高真空的电荷比值为0.193 3,说明低真空条件下发射出的电子损失较大.运用分子运动理论和等离子体放电理论对发射电子损失的原因进行了分析.通过分子运动理论计算了分子碰撞对到达收集极的电子数目的影响,得到的低真空与高真空的电子到达几率分别为89.58%和99.97%,二者的比值为0.896 1.该数值与通过实验收集电流波形计算出的到达电子比值相差很大.考虑低真空下等离子体的作用,发射电子除了与气体分子碰撞有部分损失外,还有通过等离子体和栅电极形成的对地放电损失.由等离子体放电理论计算出等离子体覆盖栅电极时间为23.8 ns,与低真空的收集电流振荡周期20 ns非常接近,是低真空下等离子体放电损失的有力证明.     

几种爆炸发射阴极材料性能初探

对几种爆炸发射阴极材料性能进行了初步比较,其中碳纤维阴极具有独特的优点,如阈值电压低,等离子体膨胀速度低,电流密度大,发射均匀,本底气压变化小,寿命长等,有利于二极管脉冲宽度的增加,并提出一些参考意见.     

PDP器件中MgO薄膜二次电子发射系数γ的研究

结合等离子体显示器件 ( PDP)的放电机理 ,论述了 PDP中 Mg O保护膜的二次电子发射过程 :势能型发射和动能型发射。讨论了两种二次电子发射系数 γ的测量方法和装置 ,在此基础上 ,建立了一套简单可行的适用于 PDP样品的实验装置 ,文中给出γ值的测量结果。通过γ值的测试 ,可以反馈 Mg O保护膜的性能 ,为提高PDP性能提供依据     

具有涂复层的钨基扩散阴极在非理想真空状态下的工作特性

一定量的残余气体总会在真空器件中存在，钨基扩散阴极就与其作用而使其性能被破坏，这种阴极无论处于非工作状态或高温工作状态都对氧化性气体非常敏感，在可卸真空系统中几乎可以肯定水蒸气和氧气是最常见的阴极中毒媒介。经涂复的钨扩散阴极、即“M”阴极，其优良发射特性使得它有希望取代未涂复的扩散阴极，即“B”型或“S”型阴极，因此有必要来研究这种涂复阴极在非理想真空环境中的耐久能力。本文讨论用铱和锇涂复的扩散阴极在具有氧气和水蒸气背景压力下的工作状况。中毒从本质上来说主要是一种化学作用，这是相对较低的压力下发生，该压力低于能导致阴极表面发生物理损坏或溅射的压力，通过测量可确定阴极能保持其完全发射能力的最大背景压力。已经证明，无论在室温还是在工作温度下，涂锇阴极都比涂锇阴极具有较大的抗中毒能力，涂复阴极可以在三倍的氧气压力和水蒸气压力下工作，这样就为我们提供了这些阴极在非理想状态下仍具有良好特性的一些方法，并且应该有可能设计出一种涂锇阴极，使其能在1310K，大约5×10^-8托的水蒸气压力下仍具有全发射。     

放电阴极表面的激光光电流效应研究

用连续CO激光辐照辉光放电阴极产生光电流效应。这种光电流效应与入射光的频率无关(即非共振吸收光电流效应),而仅与入射光强成正比,并且单位光强产生的光电流对放电电流、气体成分和气压十分敏感。提出了阴极表面在高温下的光电子发射机理: 1) 气体放电中,正离子轰击阴极表面,使麦面微区瞬时温升达熔化和气化温度,微区内存在大量高动能电子;     

外加磁场对微空心阴极放电的影响

采用C语言编程实现三维系综蒙特卡罗模型,外加磁场对微空心阴极放电的影响。研究结果显示,当气体压强和外加电压保持不变时,在微空心阴极放电系统中加入外部磁场后,对阴极方向上的电子密度分布变化不大,轴向和侧向上的电子漂移范围减小,电子能量向低能方向移动,但是外加磁场对高气压微空心阴极放电的影响整体上不如对低气压放电的影响明显。该研究结果对微空心阴极放电等离子体的机理研究具有一定的指导意义。     

利用激光沉积研究镧钼阴极表面发射机制

为了研究镧钼阴极表面发射机制,采用专为研究阴极设计的与俄歇能谱仪相连的脉冲激光沉积装置制备薄膜阴极.通过测量阴极发射性能和原位分析表面成分(原子数分数),研究了阴极表面元素镧La和氧O变化对阴极发射性能的影响.实验发现随着阴极表面镧膜变薄,阴极发射性能逐渐减弱;阴极发射性能与表面元素La,O 的含量有关,表面层中La/O越高,阴极的发射性能越好.结果表明,传统的单原子层理论无法解释镧钼阴极的发射机制;超额镧在镧钼阴极的发射中起到了关键作用.     

多峰点静磁场浸没式微波离子源的性能

许多应用需要高束流,并且操作带有化学活性气体,这类应用影响了通常离子源中放电电极的寿命和工作要求。尽管研制了专门设计的热灯丝和空心阴极,处在放电区的这些电极仍然限制了离子源和等离子体源的实际用途。因此,研制一种有效的,简易的无电极放电在离子束和等离子体加工工艺中势必引起重要的进展。 最近,我们研制了一种无电极微波离子源和等离子体源。本文讨论了这种离子源的改进措施。这就是围绕放电区重新设计了许多紧密排列稀土磁铁。这些磁铁产生一个封闭的回旋共振多峰点静磁场。文中提供了这一“改良”离子源采用氩气的实验性能。并给出了在各种气体流量和工作压力下引出离子束流与加速电压、放电电子和离子密度等关系的实验测量结果。     

多孔硅场发射阴极研究进展

多孔硅(Porous Silicon,PS)平面阴极的场发射电子能量高、发散角小、对真空度不敏感、响应快,尤其适合用作场发射显示的电子源,基于PS阴极的无放电气体激发发光也为新型环保的高效平面光源技术带来了希望。本文介绍了PS阴极的电子发射原理及其研究进展,展望了其在显示技术、无放电气体激发发光技术、金属线沉积、电子束刻蚀以及其他领域的应用前景。     

微空心阴极放电与高压辉光放电等离子体源

首先综述了微空心阴极放电的基本原理,然后详细论述了微空心阴极维持的辉光放电(MCSD)以及MCSD的放电参数对产生大体积高压辉光放电等离子体源的影响,最后论述了MCSD运行方式对产生高压辉光放电等离子体源的影响。     

M型阴极的发展方向

明确地概述了合金基底浸渍阴极，可控合金浸渍阴极，覆合金膜浸渍合金基底阴极的性能和特征。