Исследование физических явлений в структурах для приборов вакуумной электроники на основе автоэмиссии и вторичной эмиссии электронов из алмазных пленок

• Автор: Кулешов, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Содержание

Основные термины, обозначения и сокращения

Введение

Глава 1. Динамика поведения электронов в алмазе

1.1. Определение глубины проникновения первичного электрона в пленку

1.2. Оценка диффузионной длины электрона в моно и поликристаллическом алмазе

Глава 2. Катодно-сеточный узел для исследования элементов вакуумной микроэлектроники

2.1. Моделирование поведения электронов в КСУ

2.2. Стенд для измерения электровакуумных характеристик приборов

2.3. Выводы по главе

Глава 3. Приборы вакуумной электроники на основе умножителя - концентратора электронов
3.1. Конструкция и принцип действия УКЭ
3.2. Моделирование поведения электронов в УКЭ с помощью программы «81М1(Ж 8»
3.3. Экспериментальное исследование УКЭ
3.4. Вакуумный эмиссионный триод на основе УКЭ
3.4.1. Конструкция ВЭТ
3.4.2. Расчет ВАХ вакуумного эмиссионного триода
3.4.3. Экспериментальное исследование ВЭТ
3.5. Мембранный усилитель электронного потока
3.5.1. Усилитель электронного потока на основе УКЭ
3.5.2. Технология изготовления усилителя электронного потока
3.6. Выводы по главе
Глава 4. Комбинированный автоэмиттер на основе алмазных микроконусов и графена
4.1. Графеновый электрод как управляющий электрод автоэмиттера
4.2. Конусообразные микроэмиттеры
4.3. Экспериментальное исследование прохождения электронов через графеновый электрод
4.4. Расчет эмиссионного тока автоэмиттера на основе КМЭ
4.5. Оптимизация размеров КМЭ
4.6. Технология формирования КМЭ
4.7. Расчет эмиссионных характеристик комбинированного автоэмиттера на основе КМЭ с учетом реальных технологий
4.8. Деформация графенового электрода под действием электростатических сил
4.9. Влияние технологического разброса геометрических параметров КМЭ на ток эмиссии
4.10. Конструкция и основные операции изготовления КАЭ при использовании графена

4.10.1. Основные конструктивные параметры КАЭ
4.10.2. Разработка топологии фотошаблонов для изготовления КАЭ
4.10.3. Изготовление интегрального КАЭ
4.11. Оптимальные ВАХ комбинированного автоэмиттера
4.12. Выводы по главе
Заключение
Основные результаты и выводы
Благодарности
Список публикаций по теме диссертации
Список цитируемой литературы

Основные термины, обозначения и сокращения
Холодный катод, автоэмиссионный катод, автоэмиттер, автокатод -
эмиттер свободных электронов, работающий на основе явления автоэлектропной эмиссии.
Катодно-сеточный узел (КСУ) - устройство, основными элементами которого являются катод и одна или несколько сеток, предназначенных для эмиссии из катода потока электронов и управления этим потоком.
Комбинированный автоэмиттер (КАЭ) - устройство, основными элементами которого являются автоэмиттер и электрод, предназначенный исключительно для стимуляции автоэмиссии электронов.
Умножитель-концентратор потока электронов (УКЭ) - устройство, превращающее пучок первичных электронов в концентрированный пучок вторичных электронов со значительным увеличением их количества.
Вакуумный эмиссионный триод (ВЭТ) - устройство, состоящее из автокатода (допускается и КАЭ), УКЭ, управляющей сетки и анода.
КРАП - кремниевая решетка, покрытая алмазной пленкой.
КМЭ - конусообразный микроэмиттер.

уменьшения площади проекции сетки и располагать сетку от катода на расстоянии приблизительно равном размеру ячейки сетки, так как тогда у поверхности катода не будет резких перепадов напряженности электрического поля.

ЕЛ= ЮОВ

1.Ц=100мим
2.Lc=250mkm
3.Lg=550mkm
Ее(В>
-500
Рис. 2.4. Зависимость доли h сеточного тока от напряжения на катоде Ее.
D,, (м м)
Е,= Ю0В

4 L&=250mkm
Lc=550,mkm

Ее(В)
-500
Рис. 2.5. Диаметр выходного пучка электронов от напряжения на катоде Ее.
Важной характеристикой КСУ является диаметр выходного пучка электронов. При малых Li в окрестности сетки происходит сильное искривление траекторий электронов, в результате чего многие из них попадают на стенки КСУ (см.