ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Технология изготовления экспериментальных образцов из "Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов " Ввиду малости изменения напряжения в условиях эксперимента (примерно в 2 раза) изменения параметра уд не превышают 1,5, то есть спецфункции t и v можно заменить средним значением в рабочем интервале. [c.65] В этом случае к = 1/2, Л — расстояние анод—катод. В общем случае к и R — полуэмпирические константы, к определяется формой центра, R — межэлектродным расстоянием, а также межцент-ровым расстоянием (учет экранировки). [c.65] Описанная в этом разделе ситуация реализуется в случае автокатодов на основе углеродных материалов, рабочая поверхность которых содержит большое число эмиссионных центров. Специальные методики тренировки позволяют добиться одинаковости эмиссионных характеристик центров. [c.65] В этом разделе рассмотрены некоторые варианты изготовления экспериментальных образцов автоэмиттеров. Это относится в первую очередь к углеродным волокнам и графитам, а образцы из пленочных структур формируются, как правило, в процессе их изготовления. [c.65] Получение образцов для автоэлектронной и автоионной микроскопии, а также для некоторых прикладных целей в виде углеродных волокон в виде конуса с радиусом закругления вершины 0,01 — 1 мкм является наиболее удобным и экономичным приемом. [c.65] Для изготовления острий широкое распространение получил метод электролитического травления, суть которого, кратко, заключается в следующем. К погруженной в электролит проволочной заготовке и вспомогательному электроду (рис. 2.4а) прикладывается напряжение (постоянное или переменное). Его величина зависит от диаметра заготовки, размеров и конфигурации устройства, применяемого для травления, состава травителя, температуры. Поэтому в каждом конкретном случае его величину целесообразно подбирать экспериментально, а приводимые в данном разделе величины использовать как справочные. [c.65] При дальнейшем уменьшении диаметра перетяжки наступает момент, когда сила веса нижней части заготовки (с учетом силы Архимеда) станет больше прочности проволоки в районе перетяжки, т. е. [c.66] Оценки показывают, что г может достать величины 10 А. [c.67] Однако, при отрыве нижней части процесс травления не прекращается из-за контакта с электролитом, что ведет к увеличению угла конуса и радиуса закругления острия (поз. б на рис. 2.4). Этот процесс, если его не остановить, идет до полного стравливания проволоки в электролите и разрыва с ним электрического контакта (поз. 7). [c.67] Характер изменения тока в процессе травления при неизменном напряжении показан на рис. 2.4б. В процессе травления тонкой заготовки ток монотонно падает до момента отрыва нижней части заготовки (поз. 5), когда величина тока резко падает. На графике производной тока в этот момент появляется резкий пик достаточно большой амплитуды. Для получения острия с минимальным радиусом закругления необходимо прекратить процесс травления с момента отрыва нижней части заготовки либо механически (конструктивными особенностями систем травления), либо электрически, когда электронная схема фиксирует падение тока или пик в производной тока и отключает питание, например [1011. Эффективность таких систем и, соответственно, радиус закругления острия определяется временем срабатывания с момента отрыва нижней части. [c.67] Существует (на сегодняшний день) достаточно большое разнообразие схем и модификаций систем электролитического травления острий. [c.67] Ниже будут рассмотрены только три примера из многих систем реализаций основных классификационных направлений этого процесса. Следует отметить, что для изготовления образцов (острий) из углеродных волокон наиболее простым электролитом является 1N раствор NaOH или КОН при переменном напряжении 1-3 В. [c.67] Для очень тонких образцов, а также для дополировки острий используется травление в капле электролита (рис. 2.56), находящейся в петле диаметром 3—5 мм из тонкой проволоки (например, из танталовой проволоки диаметром 0,2 мм). Обычно такой метод используется в совокупности с контролируемым импульсным питанием (по амплитуде и количеству импульсов) и оптическим микроскопом с малым увеличением (до 30). Этим методом были успешно получены острия с радиусом закругления порядка 10 —10 см. [c.68] Следует заметить, что из-за большой пористости углеродных материалов в ряде случаев нецелесообразно использование химических травителей. Это связано с трудностями по удалению травителей из этих материалов. [c.69] Поэтому в ряде случаев целесообразно использовать острия, полученные с помощью ионной бомбардировки. [c.69] Однако при обработке в материале образца образуются радиационные дефекты, которые частично снимаются при отжиге. [c.69] Ниже предлагаются некоторые варианты таких способов. [c.69] Проволочные заготовки из материалов с легколетучими окислами можно обрабатывать в пламени кислородной горелки при не очень высокой температуре [105] для устранения чрезмерного возрастания радиуса кривизны вследствие поверхностной миграции. Этот метод особенно применим для изготовления острий из углеродных волокон, нитей. Небольшие остающиеся на поверхности образца прозрачные стекловидные капли состоят из расплавленного Si02 и удаляются фтористоводородной кислотой HF. [c.70] Вернуться к основной статье