ФЛУКТУАЦИИ АВТОЭМИССИОННОГО ТОКА

Измерения флуктуаций автоэмиссионного тока [c.90]

ФЛУКТУАЦИИ АВТОЭМИССИОННОГО ТОКА [c.219]

В процессе эксперимента [138] проанализировано порядка 10 реализаций. Проведенные измерения показали, что зарегистрированные на реализациях флуктуации автоэмиссионного тока можно разделить на пять видов по наиболее простым конфигурациям (рис. 6.1). [c.219]

На основании полученных результатов предлагается модель процесса, в которой общий ток, текущий через катод, представлен в виде суммы токов независимо флуктуирующих центров эмиссии, что обуславливает близость распределения вероятности автоэмиссионного тока к нормальному. Возрастание тока увеличивает скорость флуктуационных процессов на поверхности центров эмиссии, что сдвигает флуктуации автоэмиссионного тока в область более коротких времен, приводя к уменьшению амплитудной зависимости флуктуаций от времени. Это подтверждено и в [290]. [c.223]

Следующая большая группа методов уменьшения флуктуаций автоэмиссионного тока — это применение различных электронных схем. [c.241]

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]

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]

Акустические наблюдения импульсной генерации типа 3 (рис. 6.1), генерируемой единичным эмиссионным центром, показывают, что при увеличении тока происходит смещение усредненного спектра шумов в более высокочастотную область, т. е. среднее число импульсных переключений тока в единицу времени с ростом тока увеличивается. Укорочение на три порядка максимального интервала между импульсными переключениями при увеличении тока с 1 нА до 10 мкА подтверждает наблюдаемое явление. В то же время при наблюдении эмиттирующей поверхности в автоэмиссионном проекторе видно, что количество эмиссионных центров в терминах автоэмиссионной картины при увеличении тока с 1 нА до 10 мкА практически не меняется. Это позволяет заключить, что с увеличением тока скорость флуктуационных процессов на поверхности катода возрастает. Возрастание скорости процесса при измерениях а аналогично эффекту увеличения что при неизменности должно приводить к уменьшению зависимости а от времени. Таким образом, наблюдаемое уменьшение разброса является результатом сдвига флуктуаций эмиссионных областей и центров в область более коротких времен за счет возрастания скорости флуктуационных процессов на поверхности катода. Увеличение тока с 1 нА до 10 мкА приводит также к росту скорости импульсного переключения эмиссионных центров с временами фронтов от 1 мс для токов 1 —ЮнА до десятков наносекунд и менее для тока 10 мкА. Предельно короткие значения фронтов не разрешены. [c.222]

Рис. 2.19.функциональная схема установки для измерения флуктуаций автоэмиссионного тока ВСИ — высоковольтный стабилизированный источник ИЧХ — измеритель частотных характеристик КГ — кг1либровочный генератор КО — контрольный осциллограф ШО — широкополосный осциллограф Ф — фотоаппарат 30 — запоминающий осциллограф ИД — измеритель дисперсии АС — анализатор спектра УНЧ -I- ЛС — усилитель низкой частоты с акустической системой ВЧФ — фильтр высокой частоты Д — экспериментальный диод УС — широкополосный усилитель 3 — быстродействующая защита [c.90]

Анализ флуктуаций автоэмиссионного тока дает возможность получить более точные количественные сведения о состоянии поверхности. Используя методики определения показателя (а) в выражении дисперсии флуктуаций эмиссионного тока а w 1// (см. гл. 6), а также связь дисперсии флуктуаций с количеством эмиттирующих центров [241], удалось сделать вывод о том, что наибольшим количеством эмиттирующих центров (при прочих равных условиях) обладает автокатод из пирографита толщиной 30 мкм и температурой термической обработки 2000 °С. Так как максимальный токоотбор, долговечность и равномерность автоэмиссии по поверхности катода непосредственным образом зависит от количества эмиттирующих центров, то пирографит с данными параметрами наиболее предпочтителен для использования в электронных приборах. [c.185]

Результаты работ по флуктуациям автоэмиссионного тока как в низкочастотном диапазоне с применением ЭВМ [283, 284], так и в высокочастотном [285, 286] свидетельствуют о том, что преобладающим типом флуктуационных процессов на поверхности автокатодов является фликер- JUUL 1Л ПГ ный шум с характерной зависимостью 4 МАЛ. "WW интенсивности шума W от частоты / в j -г, JVJT/ виде [c.219]

Классификация методов уменьшения флуктуаций автоэмиссионного тока представлена на рис. 6.11. Стабильность автоэмиссионного тока при прочих равных условиях зависит от вакуумных условий. Так, показано, что при давлении отстаточных газов около 10 мм рт. ст. время жизни даже вольфрамового острия практически неограничено [300]. В обычных вакуумных условиях (р 10 —10 мм рт. ст.) автоэмиттеры адсорбируют остаточные газы и подвергаются бомбардировке положительными ионами, что увеличивает изменение работы выхода электронов. Самым простым способом уменьшения флуктуаций автоэмиссионного тока является нагрев автокатода [287], т. е. тепловая десорбция молекул остаточ- [c.239]

Рис. 6.11. Классификация методов уменьшения флуктуаций автоэмиссиониого тока

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]

Пути решения проблемы. В проблеме получения больших автоэмиссионных токов, а, следовательно, и использования автокатодов с большой рабочей площадью, решающую роль играет геометрическая неоднородность микровыступов по рабочей поверхности катода. С помощью интегральной технологии удается достичь достаточной равномерности радиусов закруглений эмиттирующих центров, см. например [220, 221]. Однако неизбежно присутствующие при автоэмиссии адсорбция остаточных газов и ионная бомбардировка приводят к неодинаковому изменению радиусов закругления микровыступов или, если следовать терминологии уравнения Фаулера—Нордгейма, форм-фактора. Это приводит к перегрузке отдельных микровыступов, их взрывному испарению, разряду между катодом и анодом, и, как следствие, к деградации катода. В случае автокатодов из углеродных материалов геометрическую однородность эмиттирующих микровыступов создать практически невозможно. Поэтому основным инструментом, выравнивающим эмиссионные характеристики поверхности автокатода, является формовка, о чем уже неоднократно упоминалось. Однако, как показано выше, простая формовка для автокатодов большой площади не приносит желаемых результатов. Это связано, по-видимому, не только с большой неравномерностью микро-, но и макроповерхности катода, а также с изменениями расстояния анод—катод, которые при их малой величине играют очень большую роль. Один из наиболее перспективных на сегодняшний день путей решения этой проблемы состоит в разделении катода на электрически изолированные фрагменты, индивидуальной формовке каждого фрагмента и сдвиге вольт-амперных характеристик фрагментов в заданный допуск (естественно, в более высоковольтной области) [214]. Такие операции осуществляются с помощью вычислительно-управляющих комплексов на базе ЭВМ путем снятия вольт-амперных характеристик до токов, бйльших первоначального значения для формовки, после чего производится повторная формовка автокатода. После ее окончания вольт-амперная характеристика в области больших токов практически не изменяется (в координатах Фаулера—Нордгейма), а в области минимальных токов — сдвигается до попадания в требуемый допуск. При параллельном включении обработанных таким образом автокатодов наблюдалось полное сложение токов в полученной многоэмиттерной системе, т. е. в пределах флуктуаций общий ток равен сумме токов эмиссии каждого из катодов [222]. На основании указанных операций получен [214 ( автоэмиссионный ток 100 мА в непрерывном режиме с 9 автоэлектронных катодов из пучков углеродных волокон диаметром 70 мкм. Расстояние анод—катод 1,5 мм, давление остаточных газов 5 -10 Па. Предельный ток до формовки системы из 9 катодов не превышал 2 мА. В результате индивидуальной формовки каждый из катодов обеспечивал эмиссионный ток на уровне 10—15 мА. Вольт-амперные характеристики всех [c.157]

Для практического использования автоэлектронных катодов существенными являются не только частотно-временные, но и другие характеристики флуктуаций эмиссионного тока [295—298], в частности, распределение амлитуд шума [299]. В данной работе были получены распределения автоэмиссионного тока по амплитудам с [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...