ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы уменьшения флуктуаций эмиссионного тока из "Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов " Результаты исследования токовых амплитуд можно кратко сформулировать следующим образом. При исследовании больших выборок (более 10 точек) подтверждается существенное уменьшение уровня флуктуаций тока эмиссии при формовке автокатодов, а также при увеличении отбираемого тока для отформованных катодов. [c.239] Для неотформованных катодов характерно наличие неустойчивых центров эмиссии, тогда как отформованные катоды обладают прочной скелетной структурой. Наличие такой структуры объясняет то, что при больших токах (10 —Ю мкА) распределение амплитуд тока близко к нормальному, а при малых (менее 1 мкА) нормальна лишь слаботочная ветвь распределения. Существование некоторого количества неустойчивых эмиссионных центров приводит при малых токах (когда ток со скелета углеродного автокатода достаточно мал) к отклонению сильноточный ветви от нормального закона. [c.239] Стабильность автоэмиссионного тока в частности, флуктуации эмиссионного тока, является одной из главных проблем практического использования автоэлектронных катодов. Эта проблема общая для автокатодов из любых материалов, а не только автокатодов из углеродных материалов. [c.239] При этом адсорбированные на поверхности анода молекулы остаточного газа испаряются, поверхность анода дегазуется, а геттер активизируется. [c.241] После дегазации очень малое число молекул десорбируется с поверхности анода под действием электронной бомбардировки с автокатода, т. к. эти молекулы связаны геттером. Более того, молекулы остаточного газа сильно поглащаются активированным геттером. Таким образом, автокатод предохраняется от ионной бомбардировки и получается стабильный электронный пучок. [c.241] Для больших приборов, например, электронных микроскопов, одним из вариантов уменьшения паразитной десорбции молекул остаточных газов является использование дифференциальной системы откачки [305], при которой автокатод располагается в камере со сверхвысоким вакуумом ( 10 —10 мм рт. ст.), а объект воздействия электронного пучка — при сравнительно низком вакууме (10 —10 мм рт. ст.). Эти камеры разделяются достаточно малым апертурным отверстием ( л 0,5 мм), достаточным для пропускания электронного пучка и поддержания нужной разности давления. [c.241] наконец, еш е один метод уменьшения ионной бомбардировки рабочей поверхности автокатода состоит в создании субмикронных зазоров анод—катод [306], с тем чтобы уменьшить рабочее напряжение до значений 10 В, т. е. меньшего потенциала ионизации молекул остаточных газов. Однако в случае автокатодов из углеродных материалов такой метод (при всей его привлекательности) сопряжен со значительными технологическими трудностями, не преодоленными к настоящему времени. [c.241] Следующая большая группа методов уменьшения флуктуаций автоэмиссионного тока — это применение различных электронных схем. [c.241] Простой и иногда применяемый способ — непрерывный нагрев катода, однако для достаточно эффективной десорбции остаточных газов необходимы достаточно большие температуры, что значительно понижает достоинство автокатода. При необходимости подогрева более целесообразен импульсный нагрев [307]. Период подачи импульсов определяется степенью вакуума в приборе и условиям эксплуатации, но обычно составляет 10 с. Ширина импульса зависит от температуры нагрева. Колебания температуры лежат в пределах 420—1270 К. Температура менее 420 К не очень хорошо очищает поверхность катода. С другой стороны, нагревание выше, чем 1270 К приводит к большому падению тока пучка. Наиболее перспективным такого рода режим может быть для приборов растрового типа, где время обратного хода луча совпадает со временем очистки автокатода. [c.241] Найдем связь с параметрами схемы. Т. к. [c.242] Поэтому в этом случае для получения достаточно большого (для компенсации флуктуации) сигнала обратной связи требуется бала-стный резистор с сопротивлением большим, чем внутреннее сопротивление прибора. Это приводит к значительному увеличению питающего напряжения, что неприемлемо для абсолютного большинства электронных приборов автокатодами с их и так высокими питающими напряжениями. [c.243] В большинстве случаев приборы с автокатодами являются электронно-лучевыми, например, электронные микроскопы. В этом случае для стабилизации тока луча применяется дополнительный электрод (обычно первый анод или элемент в цепи объекта), с которого общий ток пучка или его часть формирует электронной схемой управляющий сигнал [308], соответственно изменяющий анодное напряжение. [c.243] Однако и в данной схеме не может быть обеспечена хорошая стабилизация, т. к. флуктуация тока дополнительного электрода не всегда соответствует флуктуациям тока луча. Чтобы улучшить стабилизацию, для формирования управляющего сигнала необходимо использовать непосредственно ток пучка, но практически это реализовать очень сюжно. Более перспективен путь в таких системах, связанный не со стабилизацией тока зонда, а с уменьшением флуктуаций видеосигнала путем изменения коэффициента усиления видеотракта [309]. [c.243] Для автоэлектронных катодов из углеродных материалов кроме вышеперечисленных методов уменьшения флуктуаций автоэмисси-онного тока существуют еще и физические методы, основанные на структурных особенностях углеродных материалов. Особенности структуры углеродных материалов подробно изложены в гл. 1, и флуктуации автоэмиссионного тока в данном случае во многом связаны со структурой материала, которая во многом определяется технологией изготовления. Так, например, увеличение температуры термической обработки и дополнительное растяжение при этом увеличивает прочность структурных составляющих и их плотность. [c.243] Также хорошие результаты во многих случаях дает высокотемпературный отжиг в вакууме или фторе ( 3000 °С). Таким образом внимание к технологии изготовления углеродных материалов для конкретных электронных приборов приводит не только к улучшению общих эмиссионных характеристик, но и к уменьшению флуктуаций автоэмиссионного тока. [c.243] Очень хорошие результаты (при одинаковой технологии) по уменьшению флуктуаций эмиссионного тока приносит увеличение уровня эмиссионного тока (т. к. увеличивается число работающих эмиссионных центров), а также формовка автокатодов. [c.243] Вернуться к основной статье