Существующие способы получения катодов с низкими значениями поля не позволяют создавать приборные структуры, удовлетворяющие требованиям разработчиков систем. В работе рассмотрены автоэмиссионные катоды большой площади с однородными эмиссионными свойствами рабочей поверхности и низкими рабочими напряжениями (<1кэВ). Проведено исследование катода Спиндта с количеством кремниевых микроострий до 6000 и плотностью упаковки ~1×10 см. Электродуговым методом на микроострия осаждались пленки из нитрида титана и углерода. Показано, что катод имеет невысокую однородность эмиссии из-за проблемы воспроизведения микроострий только одинаковой формы и размеров. Создан катод на основе микроканальной пластины с каналами диаметром 6 мкм, внутри которых электродуговым способом сформированы графитоподобные наноструктуры. Установлено, что в результате усиления электронного потока в каналах микроканальной пластины можно значительно снизить рабочее напряжение (< 1кэВ) и получить высокую однородность эмиссии при предельно допустимом значении выходного тока.
Маргушев Заур Чамилович
Институт информатики и проблем регионального управления Кабардино-Балкарского научного центра Российской академии наук, г. Нальчик, Россия
1. Using horizontal carbon nanotubes in field emission cathodes / V. Zhigalov, V. Petukhov, A. Emelianov et al. // IEEE Young Researches in Electrical and Electronic Engineering (ELConRus). – 2017. – P. 1449–1451.
2. Характеризация автоэмиссионных катодов на основе пленок графена на SiC / Р.В. Конакова, О.Б. Охрименко, А.М. Светличный и др. // ФТП. – 2015. – № 49. – Вып. 9. – С. 1278–1281.
3. Соминский Г.Г., Тумарева Т.А. Разработка и совершенствование полевых эмиттеров на основе содержащих углерод материалов// Изв. вузов. ПНД. – 2009. – Т. 17. – № 3. – С. 17–54.
4. Автоэлектронная и взрывная эмиссия из графеноподобных структур / Г.Н. Фурсей, М.А. Поляков, А.А. Кантонистов и др. // ЖТФ. – 2013. – Т. 83. – № 6. – С. 71–77.
5. Савельев С.Г., Синицын Н.И., Торгашов Г.В., Григорьев Ю.А. Исследование пленочных углеродных катодов, полученных методом пиролиза гептана: материалы Международной межвузовской конф. «Современные проблемы электроники и радиофизики СВЧ». – Саратов, 2001. – С. 138.
6. Effect of thermal annealing on the properties of a C/Ni heterostructure / E.Z. Khamdokhov, Z.M. Khamdokhov, V.S. Kulikauskas et al. // J. of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. – 2014. – Vol. 8. – No. 6. – P. 12997–1301.
7. Spindt C.A., Brodie I., Humphry L., Westerberg E.R. Physical properties of thin-film field emission cathodes with molybdenum cones // J. of Appl. Phys. – 1976. – Vol. 47. – No.12. – P. 5248.
8. Хамдохов А.З., Хамдохов Э.З. Способ получения однофазных пленок нитрида титана // Патент России № 2497977. 2013. Бюл. № 31.
9. Получение углеродных пленок методом электродугового распыления графита в магнитном поле / Э.З. Хамдохов, Р.Ш. Тешев, З.М. Хамдохов и др. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2014. – № 12. – С. 68–73.
10. Хамдохов Э.З., Хамдохов З.М. Способ изготовления катода на основе массива автоэмиссионных эмиттеров // Патент России № 2640355. 2016.