利用活性浸渍物质提高热阴极电流密度的实验研究和理论模型

通过发展新的活性物质成分系统及其制备方法以提升钪系阴极的电子发射性能,是当今热阴极特别是大电流密度阴极领域的研究重点。该文提出一种由多元金属氧化物构成的新型高活性浸渍物质,显著提升了钪在阴极中的添加比例,大幅提高了阴极的发射电流密度。将冷冻干燥法应用到该活性物质前驱体的制备过程中,有效解决了传统固相合成方法在机械式破碎、研磨和混合等工序中存在的不可控、不均匀等问题。采用了新的成分系统与新的制备方法制得活性物质的阴极,在真空二极管测试和电子枪测试中分别取得了超过500 A/cm²和218.5 A/cm²的脉冲发射电流密度。在二极管直流测试条件下,阴极的寿命测试进行了10500 h后仍未出现发射电流下降的现象;而在电子枪中的大工作比(5%)脉冲测试条件下,阴极在工作了2010 h后仍维持了超过50 A/cm²的较大发射电流密度。借助深紫外—光/热发射电子显微镜(DUV-PEEM/TEEM)分析发现,相较传统的钪系阴极,新制备的大电流密度阴极表面的热电子发射位点数量增加,微区发射面积显著增大。最后,提出一种“二叉树”发射模型,以期阐释钪系阴极采用新活性物质后获得高发射特性的物理机制。     

冷冻干燥法制取扩散阴极含钪活性物质

借助液相合成法中的冷冻干燥法,制备出了高发射扩散阴极所需的含钪多元金属氧化物活性物质,其中Ba与Sc的原子比接近2∶1。应用该活性物质的浸渍阴极,取得了超过500 A/cm;的二极管脉冲发射电流密度和218.5 A/cm;的电子枪脉冲发射电流密度。在二极管直流测试条件(950°C,10 A/cm;)下,阴极的寿命测试进行了10500 h后仍未出现发射电流下降的现象;而在电子枪中的大工作比(5%)脉冲测试条件下,阴极在工作了2010 h后仍维持了超过50 A/cm;的较大发射电流密度。冷冻干燥法有效解决了传统固相合成方法在机械式破碎、研磨和混合等工序中存在的原料混合不可控、成分分布不均匀等问题,能够缩短工艺流程、节约工艺设备,有着良好的生产推广价值。     

覆膜浸渍扩散阴极表面微区电子发射像研究

覆膜对浸渍扩散热阴极表面电子发射的影响一直是热阴极研究领域的重点课题。该文采用最新研制的深紫外激光光发射电子显微镜/热发射电子显微镜(DUV-PEEM/TEEM),对一半覆膜、另一半未覆膜的浸渍扩散阴极试样作了1150 ℃×2 h激活,并对其表面微区的热电子发射像及其随温度的变化作了比较。结果发现,两种阴极的热电子发射均主要位于孔隙及其邻近颗粒边缘;随温度升高,未覆膜阴极发射主要集中于孔隙内及周边有限区域内,发射面积增量较小,覆膜则使阴极有效发射区域得以由孔隙及其边缘向距孔隙更远的区域延伸,发射面积大幅增加。上述结果首次给出了覆膜浸渍扩散阴极微区的电子发射特征,对于理解该类型阴极发射机理有一定参考价值。     

氧作用下浸渍钡钨阴极中钙的强化表面扩散

由于探测技术上的困难,至今对铝酸钡钙扩散阴极表面钙的研究极少。本文利用低压氧锈导下Ca向阴极表面的强化扩散,并借助俄歇电子能谱仪探索了Ca的行为和作用。主要结果是:(1)相当部分Ca以金属态形式存在于钨孔隙中活性物质的近表层区;(2)钙向表面扩散的数量和速度与阴极温度、氧的暴露量成正比,它是一种界面反应驱动下的强化扩散,其激活能约为1.34eV;(3)氧作用下阴极表面氧化钙的增加是导致阴极发射衰减的重要原因,而恢复中毒的再激活机制之一,则是高温下表面钙的蒸发逸离过程。     

测量热阴极次级电子发射的新方法及其应用

本文利用相关检测技术,并对测试管结构作了改进,很好地抑制了热电子本底及空间电荷效应,构成一种测量热阴极在工作温度下次级电子发射性能的新方法。以浸渍钪酸盐阴极为样品,测得在低的轰击电子能量和电子流情况下次级电子发射系数占随温度指数上升;轰击电子能量或轰击电子流较大时,温度对没有很大的影响。研究表明高温下钪酸盐阴极存在电子轰击热发射增大效应,对此本文提出内建场模型加以解释。     

铁电阴极电子发射实验研究

为提高铁电阴极材料的电子发射电流密度及电子束品质,采用等静压成型工艺制备PZT铁电阴极样品,研究了真空度、温度、极间距、收集极和极间铜网等测试条件对其电子发射性能的影响。结果表明:利用等静压成型工艺制备样品,并进行硅橡胶绝缘层保护,在真空度高于10–3Pa,极间距为2.5mm,并在极间添加铜网,采用石墨收集极情况下进行电子发射实验,可获得铁电阴极样品测试最佳效果。     

强流电子束轰击下浸渍钪酸盐钡钨阴极的次级发射特性

本文对浸渍钪酸盐钡钨阴极在强流脉冲电子束(电子能量为2300eV,电流密度为12A/cm2)轰击下的次级发射特性作了一些初步研究。     

阴极与发射的研究

从固体材料的热发射机理开始分析,引出彩色显像管中最常用的氧化物阴极和浸渍式阴极,并对它们的结构、发射机理、激活过程以及工作做了详尽的分析和对比,并对其前景作了可观的描述.     

单晶和多晶LaB6阴极发射性能的实验研究

讨论了由国内外3个不同来源的六硼化镧（LaB6)制成的阴极的发射性能，用标号1^#,2^#,3^#表示，其中1^#是LaB6单晶阴极，2^#,3^#分别是国外和国产的多晶阴极。实验主要测试了它们的发射特性，并作了简单分析，同时运用扫描电子显微镜、扫描俄歇微探针，X射线晶格衍射分析等手段对LaB6材料进行了分析，比较了LaB6材料质量与发射性能的关系。文中还对部分阴极电子学的重要结信纸及典型数据处理方法作了补充。     

含钪扩散阴极电子发射研究

采用水冷阳极平板二极管结构测试了含钪扩散阴极，结果表明，它有比其它扩散阴极更大的发射电流密度。在849℃（亮度温度），利用亚微米粉体制备的含钪阴极的功函数约为1．55eV，电子发射常数为1．126A／cm^2K^2。同时，采用米拉曲线讨论了这类阴极的欠热特性和电子发射性能。     

从第二届国际真空电子源会议(IVESC''98)看热阴极研究现状

介绍第二届国际真空电子源会议反映的有关微波管和显像管热阴极研究概况。     

热阴极非均匀性发射测量系统数据处理软件的应用

本文简要介绍了我国首台自行设计制造的阴极微区非均匀发射自动测量系统和测量数据处理软件,以研究钡钨阴极在支取不同发射电流密度下发射电流的非均匀性为例,给出一些实验结果。     

提高PZT阴极电子发射性能的实验研究

实验研究了提高PZT(锆钛酸铅)阴极电子发射性能.在电子发射快极化反转机理的基础上,分析了电流发射密度随激励场强增大的原因.通过电极绝缘保护层改散了阴极的表面击穿特性,通过等静压工艺改善了阴极的体击穿特性和通过Mn2+的添加提高材料本生的耐电压强度,从而提高了施加在阴极上的激励场强值.实验数据显示等静压工艺、高的激励场强、绝缘保护层、Mn2+的添加等均有利于阴极的电流发射,发射电流密度提高到123 A/cm2.     

毫米波有源柱面共形微带阵列天线的理论与实验研究

本文介绍了一种新型Ｋａ波段毫米波有源柱面共形微带阵列天线,实现了振荡器与天馈系统的单片集成,并应用圆柱坐系下的时域有限差分法对该阵列天线进行了计算和理论分析,得到了令人满意的理论和实验结果。     

InGaN量子阱激光器增益和阈值电流的理论计算

根据现有的材料参数，计算了Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ／Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ量子阱激光器的增益、阈值电流密度以及阈值与温度的关系。理论分析表明氮化物蓝绿光激光器的阈值电流密度是ＧａＡｓ材料的５倍以上，但其特征温度可接近５００Ｋ。     

助焊剂活性物质的制备与研究

通过润湿角和铺展性表征对16种有机活性剂进行了性能测试,用热失重法测试其热解过程,对所选活性剂进行复配处理完成表面包覆并制得活性物质。结果表明:柠檬酸和苹果酸复配符合要求,三乙醇胺可以很好地调节助焊剂的酸度,丙烯酸树脂可作为活性物质微胶囊的囊壁材料。微胶囊化后的复配活性物质易溶于有机溶剂,pH值接近6。以其制备的助焊剂的助焊效果良好,IMC层薄而明晰。     

GaAs基长波长量子点激光器增益和阈值电流密度的理论分析

基于谐振子模型的量子点能级,计算了包括和排除激子影响时多能级的增益谱.考虑了低温时非平衡载流子分布.得出了较宽温度范围内阈值电流密度的变化,包括负温度及振荡温度效应.研究了垂直层叠和p型掺杂对量子点激光器性能的改善,并讨论了获得极小阈值电流密度时的最佳量子点密度.     

Theoretical Analysis of Gain and Threshold Current Density for Long Wavelength GaAs-Based Quantum-Dot Lasers

Quantum dot gain spectra based on harmonic oscillator model are calculated including and excluding excitons.The effects of non-equilibrium distributions are considered at low temperatures.The variations of threshold current density in a wide temperature range are analyzed and the negative characteristic temperature and oscillatory characteristic temperature appearing in that temperature range are discussed.Also,the improvement of quantum dot lasers’ performance is investigated through vertical stacking and p-type doping and the optimal dot density,which corresponds to minimal threshold current density, is calculated.