ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Получение больших эмиссионных токов из "Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов " Формовка, как обязательная операция для всех автокатодов из уг-леграфитовых материалов, проводилась в данной работе в два этапа. Первый этап — предварительный, или слаботочный — до 1 мА. [c.187] Типичное автоэмиссионное изображение автокатода с большой рабочей поверхностью принципиально не отличается от изображений, представленных в данной книге, и поэтому здесь не приводится. При малых расстояниях анод—катод (0,5 мм) изображение по форме и размерам повторяет катод. На рабочей поверхности анода при исследовании в экспериментальном приборе также, как отмечалось ранее [202], образовывался отпечаток катода. На данном этапе исследований было затруднительно оценить пространственную (по катоду) стабильность автоэмиссионного тока. [c.188] Испытания макетов диодов на время наработки проводились в циклическом режиме, по 8 часов в день, с выдержкой между циклами в условиях остаточного вакуума ( 10 Па) в течение 16 часов. После каждого цикла прибор откачивался до давления 1 Ю Па и скачком (без изменения положения регулятора напряжения) включалось напряжение. Зависимость тока эмиссии от времени при постоянном напряжении строилась на основании данных, полученных при испытании на время наработки пяти приборов, и усреднения для пяти приборов. [c.188] Для ликвидации переходного периода, как показывают наши предыдущие эксперименты, достаточно поддерживать в приборе давление на уровне 10 —10 мм рт. ст., т. е. иметь отпаянный прибор. Аналогичные результаты достигнуты и на пластинах пирографита [238], однако технических подробностей там не сообщается. Таким образом, можно заключить, что графитовые автокатоды обладают высокой стабильностью эмиссионного тока, но достигнутые в настоящее время значения эмиссионных токов не соответствуют возможностям таких катодов. Это означает, что приведенные данные являются весьма предварительными, а возможности графитовых катодов полностью не выявлены. [c.189] что при сравнительно небольшой рассеиваемой мошности (50 Вт) происходит нагрев анода до температуры 2300 К, что приводит к резкому увеличению интенсивности испарения вещества анода. [c.190] На стадии практически полного запыления поверхности катода продуктами эрозии анода автоэмиссионный ток падает на 3—4 порядка величины, и функционирование прибора практически прекращается. На рис. 4.17 приведена фотография поверхности катода, соответствующая стадии полного запыления (а), а так же профили концентрации железа в такой пленке. Данные количественного микроанализа вещества пленки свидетельствуют о том, что его состав полностью соответствует исходному составу материала анода. [c.194] На рис. 4.19 представлены фрагменты поверхности графитового электрода автокатода, полученные с помощью РЭМ. [c.195] ПОД действием электронной бомбардировки происходит распыление аморфной составляющей материала анода и высвобождение на его поверхности пластинок графита. Материал, напыляемый из этих пластинок на катод, на фотографии наблюдается в виде светлых пятен. При увеличении дозы электронной бомбардировки (рис. 4.19в) происходит увеличение количества переносимого на катод материала и более равномерное распределение его по рабочей поверхности. Соответственно увеличивается шероховатость поверхности анода. В конечном итоге (при дозе электронной бомбардировки 20мА ч) происходит образование одинаковых по виду (рис. 4.19г) структур на рабочих поверхностях катода и анода, характеризующихся большим количеством микровыступов. При этом на поверхности анода наблюдаются отдельные шарообразные образования со средним радиусом закругления около 2 мкм, связанные с сублимацией графита при выделении во время электронной бомбардировки большой локальной мощности. Структуры поверхностей анода и катода свидетельствуют о существовании при определенных режимах токоотбора состояния динамического равновесия для процесса переноса материала с анода на катод и наоборот. В результате анод по структуре своей рабочей поверхности становится похожим на катод и при перемене полярности питающего напряжения работает как автокатод. Следовательно, конструкция автоэлектронного прибора с электродами из одинакового материала неприменима для выпрямительных диодов, но вполне может быть пригодной для других типов приборов, например электронно-лучевых. Основное направление для устранения вышеуказанных явлений — это улучшение теплоотвода, охлаждение электродов (особенно анода), отделение электродов друг от друга, например, сеткой и т. д. [c.196] Вопросы технологаи получения пленочных углеродных структур освещены в гл. 1. Однако во многих работах было показано, что незначительные изменения в режимах осаждения приводят к существенному изменению структуры получаемых пленок, что влияет на их эмиссионные свойства. Поэтому при описании эмиссионных свойств пленочных углеродных катодов в данной главе приводятся некоторые особенности технологии их изготовления. В описании ав-тоэмиссионных свойств нет строгого разделения по отдельным параграфам для алмазоподобных пленок, фуллеренов и нанотрубок, так как анализ во многих случаях показывает, что получаемая пленка содержит большой набор структурных составляющих. [c.197] Известно, что алмаз — это полупроводник с шириной запрещенной зоны 5,5 эВ, поэтому получить автоэмиссионный ток с чистого алмаза практически невозможно. Автоэмиссионные свойства наблюдаются из углеродных алмазоподобных поликристаллических пленок, полученных, например, методом химического осаждения из газовой фазы. [c.197] Углеродные алмазоподобные пленки содержат и sp - и sp -связи, что изменяет ширину запрещенной зоны в широких пределах от 1 до 4 эВ, пропорционально наличию фракции sp -связей. [c.197] Для алмазоподобных пленок достоверно установлено, что автоэмиссионные свойства (например, величина автоэмиссионного тока при постоянном напряжении) обратно пропорциональны величине зерна кристалла [249, 250]. Так, при уменьшении размера зерна с 1,3 мкм до 0,3 мкм [250] происходит уменьшение порогового напряжения автоэмиссии и соответственно смещение вольтамперных характеристик (рис. 5.1а). [c.197] Вернуться к основной статье