Электронная эмиссия микрошероховатых П-образных автокатодов и анализ устойчивости их работы

• Автор: Кириченко, Леонид Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 c. : ил

ГЛАВА I. АВТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ ИЗ МИКРОШЕРОХОВАТОСТЕЙ НА ПОВЕРХНОСТИ АВТОКАТОДА

§ I.I. Уравнение автоэлектронной эмиссии в неоднородном поле

§ 1.2. Автоэлектронная эмиссия из отрицательно

заряженных сферических частиц

§ 1.3. Автоэлектронная эмиссия из боковой поверхности цилиндра

§ 1.4. Автоэлектронная эмиссия из полуэллипсоидального выступа на плоскости

ГЛАВА 2. МЕХАНИЧЕСКАЯ И ТЕПЛОВАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ РАБОТЫ

П-0ЕРАЗН0Г0 АВТОКАТОДА

§ 2.1. Исследование механической прочности фольг и металлических пленок бесконтактным способом

§ 2.2. Механическая устойчивость работы П-образного автокатода в диапазоне СВЧ

§ 2.3. Тепловая устойчивость П-образного автокатода в диапазоне СВЧ

ГЛАВА 3. СРАВНЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ К ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ АВТОКАТОДОВ
§ 3.1. Влияние ионной бомбардировки на срок службы автокатодов (обзор литературы)
§ 3.2. Описание созданного комплекта программ на фортране для БЭСМ-6 и ЕС ЭБМ для расчета распределения потенциала и траекторий заряженных частиц
§ 3.2. Расчеты распределения интенсивности ионной бомбардировки различных типов автокатодов
и ее влияние на срок службы
ГЛАВА 4. РАСЧЕТЫ НЕКОТОРЫХ КОНСТРУКЦИИ С АВТОКАТОДАМИ
§ 4.1. Расчет формфактора для диодов с автокатодами разных типов
§ 4.2. Расчет параметров триода с пленочным автокатодом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ: Акт об использовании результатов работы

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы.
Для современных электровакуумных приборов важна возможность их работы в экстремальных условиях, например, при повышенных температурах, высоких уровнях радиации, с малым временем выхода на рабочий режим. Улучшение параметров современных электровакуумных приборов и разработка новых их типов в значительной степени связано с увеличением плотности тока, отбираемого с катода. Современные термокатоды фактически достигли своего совершенства и обеспечивают плотность тока в непрерыв-

ном режиме в лучшем случае десятки А/см . Ряд областей электроники, такие как электроника СВЧ больших мощностей, микроэлектроника, электроннолучевые приборы и другие, требуют больших значений плотностей тока. Возможностью обеспечить гораздо более высокие значения плотности тока характеризуются автоэмис-сионные источники электронов.
Общеизвестны достоинства автоэлектронной эмиссии, такие как мгновенная готовность к работе, отсутствие накала, эконо-
* О О
мичность, высокая плотность тока J^.10 А/см , устойчивость к колебаниям температуры, нечувствительность к радиации [_1,
2 ] . Тем не менее область применения автоэмиссионных источников электронов в электронной технике хоть и постоянно расширяется, остается довольно скромной, по сравнению, например, с оксидным катодом [3, 5J. Основными причинами такого положения являются нестабильность тока эмиссии и недостаточный срок службы автокатодов в высоком техническом вакууме 10"®-10“7 Тор, т.е. в вакууме серийных электровакуумных приборов. Работа автокатода в таких условиях сопровождается, во-первых, интенсивной ионной бомбардировкой, приводящей к изменению геоВо всех приведенных выше расчетах силы изображения не учитывались. Рассмотрим качественно их влияние на полученные результаты и выводы. Из изложенного ранее ясно, что меньшая плотность тока АЭЭ в неоднородном поле по сравнению с предсказываемой моделью Фаулера при одинаковой напряженности поля на поверхности объясняется большей шириной потенциального барьера за счет более пологого правого склона барьера, и проявляется заметным образом в области малых значений напряженности поля и плотностей тока АЭЭ. При учете сил изображения в обоих случаях скругляется левый склон барьера, высота и ширина барьера становятся меньше, что приводит к большим плотностям тока АЭЭ при той же напряженности поля. Отношение величин плотностей тока для однородного и неоднородного полей останется практически неизменным. Действительно, экспоненциальные члены в формулах Фаулера, Фаулера-Нордгейма и в (1.7) - это прозрачности соответствующих барьеров для электрона с энергией Ферми. Логарифм отношения плотностей тока при одинаковой напряженности - это, фактически, разность показателей экспонент, т.е. разность соответствующих интегралов в ВКБ приближении. Эта разность определяется, в основном, различием форм правого склона барьера для случаев однородного и неоднородного полей. Влияние возможного различия сил изображения в случае плоского автоэмиттера и в случае микроэмиттера с неоднородным полем несущественно. На это указывает, например, тот факт [2] , что различие в форме левого склона барьера (барьер сил изображения, барьер Бардина, барьер Катлера-Гиббонса, барьер Зейтца-Васильева-Ван Острума) проявляется на характеристике (прямой) Фаулера-Нордгейма только в области высоких плотностей тока и исчезает в области малых, где и проявляет-