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相似文献
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1.
张琳丽  徐卓  冯玉军  盛兆玄 《物理学报》2009,58(6):4249-4253
采用固态烧结工艺制备了位于反铁电/铁电相界附近的掺镧锆锡钛酸铅(PLZST)反铁电陶瓷样品.采用该样品作为阴极材料,研究了其在负脉冲激励电场下的电子发射行为.负脉冲激励下,0.5 mm厚PLZST反铁电陶瓷圆片发射阈值电压为500 V;当激励电压为500 V,抽取电压为3.5 kV时,得到690 A发射电流.结果表明,PLZST反铁电陶瓷发射阈值电压低,发射电流大,即使激励电场低于陶瓷的正向开关电场,仍能得到强发射电流.最后,讨论了PLZST反铁电陶瓷在负脉冲激励下电子发射内在机制. 关键词: 反铁电材料 铁电阴极 电子发射  相似文献   

2.
分析了激励脉冲电压作用下铁电阴极电容的变化,即等离子体沿着铁电阴极前电极表面扩散而引起电容变化;建立了激励脉冲电压作用下铁电阴极等效电容模型并推导铁电阴极前电极表面等离子横向扩散速度表达式。采用传统固相烧结工艺制备的掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷作为阴极材料,通过测量激励脉冲电压作用下铁电阴极两端的电压及充放电电流,计算得到掺镧锆锡钛酸铅陶瓷表面等离子体横向扩散速度为1.89×106 cm/s。  相似文献   

3.
研制了一种六角密排多迭层碳纳米管阴极.在这种结构中,衬底银电极由烧结的银浆制作在透明锡铟氧化物电极上,且具有六角形边缘,相邻衬底银电极交错排列于阴极面板上.用ZnO和SnO_2颗粒作为掺杂材料,在衬底银电极和单一碳纳米管层之间制作了底部混杂层;单一碳纳米管层中的碳纳米管主要被用于发射阴极电子.给出了六角密排多迭层碳纳米管阴极的制作工艺,并研究了六角密排多迭层碳纳米管阴极用于电子源的可行性.将氮气作为保护气体,采用烧结方法除掉制备浆料中的有机粘合剂及其它有机杂质.将六角密排多迭层碳纳米管阴极真空密封进三极场发射显示器中,能够形成稳定的电子发射电流.测试结果表明,与普通碳纳米管阴极相比,六角密排多迭层碳纳米管阴极具有更优的电子发射特性,其开启电场为1.83V/μm,最大电子发射电流为2 718.6μA;且其具有良好的电子发射曲线趋势,当电场强度从2.17V/μm增强到3.06V/μm时,电子发射电流的增幅约为1 410.3μA.对电子发射电流随时间的波动变化进行了测试,测试结果显示六角密排多迭层碳纳米管阴极具有可靠且稳定的电子发射电流.绿色发射图像表明六角密排多迭层碳纳米管阴极具有良好的电子发射均匀性及高的电子发射亮度.鉴于其简单的制作结构和制作工艺,六角密排多迭层碳纳米管阴极具有一定的实际应用性.  相似文献   

4.
盛兆玄  冯玉军  黄璇  徐卓  孙新利 《物理学报》2008,57(7):4590-4595
采用掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷作为阴极材料,研究了脉冲电压激励下陶瓷的电子发射特性.当激励电压为800V、抽取电压为0V时,得到1.27A/cm2的发射电流密度;当抽取电压增加到4kV时,获得1700A/cm2的发射电流密度.分析了发射电流随抽取电压的变化关系,讨论了反铁电陶瓷强电子发射的内在机理.结果表明:掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷能够在较低的激励电压(400V)下实现电子发射,发射电流远大于按照Child-Langmuir定律计算出的电流,三接点附近局域反铁电—铁电相变产生初始电子发射,初始电子电离中性粒子形成等离子体,增强了电子发射. 关键词: 铁电阴极 反铁电体 电子发射  相似文献   

5.
王秋萍  冯玉军  徐卓  成鹏飞  凤飞龙 《物理学报》2015,64(24):247701-247701
研究了铌镁酸铅-钛酸铅铁电材料的铁电、介电性能对阴极发射阈值电压的影响, 以及铁电阴极发射电流与激励脉冲电压和抽取电压之间的关系, 并分析了其发射机理. 结果表明, 室温介电常数高、极化强度变化量大的弛豫铁电体0.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.1PbTiO3具有较小的发射阈值电压; 铁电阴极电子发射与快极化反转和等离子体的形成有关; 由极化反转所致电子发射的自发射电流随激励脉冲电压的增大呈幂律增长关系, 其发射电流开始于激励脉冲电压的下降沿; 在抽取电压较大时, 发射电流随抽取电压的增大呈线性增长关系, 说明大电流主要取决于抽取电压; 其发射电流开始于激励脉冲电压的上升沿, 与“三介点”处的场增强效应和等离子体的形成有关; 当抽取电压为2500 V 时, 得到的发射电流幅值为210 A, 相应的电流密度为447 A/cm2.  相似文献   

6.
黄旭东  冯玉军  唐帅 《物理学报》2012,61(8):87702-087702
铁电阴极因其优异的电子发射性能在高功率微波管的电子束源、平板显示技术以及宇航推进器等领域 有着广阔应用前景而日益受到人们的重视.大量研究表明,铁电阴极电子发射性能受阴极材料性能的影响. 在激励电场作用下,铁电阴极材料会产生表面非屏蔽电荷而引起极化强度的变化, 这表明铁电阴极电子发射性能可能与阴极材料的极化强度变化量存在着某种关系. 为研究阴极材料极化强度变化量对铁电阴极电子发射性能的影响,以掺镧锆锡钛酸铅铁电和反铁电陶瓷样品 作为阴极材料,通过正半周电滞回线测试得到阴极材料在不同电场强度下的极化强度变化量, 测量得到电子发射电流强度随激励电场的变化曲线,并分析了电子发射电流强度与极化强度变化量的关系. 结果表明,两种样品电子发射电流强度与极化强度变化量正相关.  相似文献   

7.
应用带保护气进行烧结的方法,制作了一种双半导体底层碳纳米管薄膜阴极.利用烧结的银浆形成条形银电极,在条形银电极表面制作了具有相同宽度且平行排列的ZnO掺杂底层和TiO2掺杂底层,在掺杂底层上面制备了碳纳米管膜层.由于保护气的防氧化屏蔽,碳纳米管膜层中的碳纳米管未受损害,ZnO粒子和TiO2粒子也在烧结过程中得到了很好地保护,双半导体底层碳纳米管薄膜阴极获得更优的电子发射特性,且电子发射稳定性也得到有效增强.与普通条形银电极碳纳米管阴极相比,双半导体底层碳纳米管薄膜阴极能够将开启电场从2.09V/μm降低到1.91V/μm,将最大电子发射电流从1 653.5μA提高到2 672.9μA.在2.69V/μm电场作用下,普通条形银电极碳纳米管阴极的电子发射电流仅为421.1μA,而双半导体底层碳纳米管薄膜阴极的电子发射电流能够达到723.5μA.从发射电流稳定性实验曲线可以看出,双半导体底层碳纳米管薄膜阴极实现了稳定的电子发射,表明ZnO掺杂底层和TiO2掺杂底层能够应用于真空环境.利用数码相机获得了具有良好质量的发射图像,验证了双半导体底层碳纳米管薄膜阴极制作的可行性和适用性.  相似文献   

8.
潘金艳  张文彦  高云龙 《物理学报》2010,59(12):8762-8769
通过制作亲碳性铟锡氧化物(ITO)/Ti复合电极,改善移植型碳纳米管(CNT)冷阴极的导电电极与CNT膜层之间附着性能,从而消除CNT与电极间的界面势垒和非欧姆接触对CNT阴极场发射均匀性和稳定性的影响.采用磁控溅射技术和丝网印刷工艺制作了ITO/Ti基CNT阴极.用X射线衍射仪和场致发射扫描电子显微镜表征CNT阴极结构,结果显示热处理后的ITO/Ti基CNT阴极中可能有TiC相生成,从而使得导电电极与CNT形成有中间物的强作用体系.该体系降低甚至消除电极与CNT之间的界面势垒,增加了CNT与电极间形成欧姆接触的概率.用四探针技术分析电阻率,结果表明ITO/Ti复合电极具有电阻并联效果,CNT阴极导电性能提高.场致发射特性测试表明ITO/Ti基CNT阴极的场致发射电流达到384μA/cm2,较普通ITO基CNT阴极的场致发射电流有显著提高,能够激发测试阳极发出均匀、稳定的高亮度荧光.制作ITO/Ti复合电极是实现场致发射稳定、均匀的低功耗CNT阴极的有效途径.  相似文献   

9.
结合丝网印刷技术,研发了一种碳纳米管阴极制备法.利用双壁纳米管作为原材料,并加入细小银颗粒,制作了混合纳米管浆料.将混合纳米管浆料制作在传导电极表面,再将普通纳米管浆料印刷在混合纳米管浆料的上面.在链式烧结炉中对烘烤后的纳米管浆料同时进行烧结以除掉有机溶剂.在进行适当的后处理工艺之后,就形成了二次印刷型纳米管阴极,它能显著改善阴极的场致发射特性.制作了二次印刷型纳米管阴极的三极结构场致发射显示器.该显示器具有更高的发光亮度以及更好的发光图像亮度均匀性.与普通纳米管阴极场致发射显示器相比较,它能够将开启电场从2.15V/μm降低到1.75V/μm,并能够将最大场发射电流从735.8μA提高到1 588.5μA.所研发的纳米管阴极制备方法具有很强的实际应用性,且制作成本低廉.  相似文献   

10.
设计并制作了一种用于X射线管的电子枪。以具有优异电子发射能力的六硼化镧阴极代替传统钨阴极,采用石墨热子加热的夹持式阴极结构;电子光学系统采用静电自聚焦方式,设计了具有梯形聚焦槽的单圆筒电极聚焦结构,避免了聚焦电极的引出;完成了阴极罩、阴极筒以及陶瓷芯柱等阴极组件的设计与封接。测试结果表明,当六硼化镧阴极为4.5 mm×0.8 mm的平面发射体结构时,在阴极温度1 500℃,阴阳极间距3.5 mm,阳极电压2 500 V条件下,热发射电流达到65 m A,且发射稳定性良好。在120 k V阳极电压下,电子枪在X射线样管中的性能测试结果表明,样管具有良好的电压电流开关特性,验证了该电子枪用于X射线管的优越性。  相似文献   

11.
太赫兹源场致发射电子源   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
通过粒子模拟(PIC)软件模拟计算了在ps级别下二极与三极结构碳纳米管场致发射的电流密度与电子注聚焦性能。阳极电压在2 kV时,二极结构下电流密度达到1.85 A/cm2;三极结构下,栅压700 V时发射电流密度达到2.3 A/cm2,且在一定的三极结构参数与电极电压下,可以获得较好的电子注聚束效果。通过碳纳米管二极管发射实验,获得了6.6 A/cm2的发射电流密度,总发射电流达到52.1 mA,可以为太赫兹器件提供连续发射的电子注。  相似文献   

12.
铁电阴极制备与性能实验研究   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
 讨论了不同发射机理对铁电阴极材料性能的要求,对PZT(锆钛酸铅)系铁电陶瓷工艺过程中的关键步骤进行了研究。通过掺杂改性和改进预烧条件等手段,有效地改善了材料的性能参数,制备出相对介电常数大于3 000的弛豫相铁电陶瓷和压电常数大于500×10-12C/N的铁电相铁电陶瓷。在初步的发射实验中,使用改进工艺后的PLZT8/65/35制备的铁电阴极,触发脉冲5.4 kV时,获得的发射电子电流密度达到800 A/cm2/sup>,远大于C-L定律计算的发射电流。  相似文献   

13.
Ferroelectric copolymer thin films P(VDF-TrFE) are used as a ferroelectric cathode for investigation of their electron emission properties. This ferroelectric copolymer films with different thicknesses are deposited by spin-coating method, and then the annealing process is carried out to improve the crystallinities of as-deposited copolymer films. The measurement results of ferroelectric electron emission showed that the copolymer P(VDF-TrFE) films had a desired ferroelectric electron emission ability excited at low-voltage pulse, and its peak emission current can reach to be ∼1.3 μA when the pulse voltage is 280 V. In addition, the effect of film thickness on electron emission property and emission stability of copolymer thin film P(VDF-TrFE) are discussed.  相似文献   

14.
无铅铁电陶瓷电子发射性能   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
 铁电阴极材料,作为一种新型的功能材料,以其高的发射电流密度等优点而受到重视。鉴于目前研究的铁电阴极材料多局限于锆钛酸铅等含铅材料,作者采用无铅铁电陶瓷Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3(BNBT),进行了电子发射实验,获得发射电流密度达20A/cm2。初步实验结果表明,与锆钛酸铅相比,钛酸铋钠发射电流密度略低但性能稳定性较好。作为无铅铁电阴极,BNBT仍然具有良好的研究开发价值。  相似文献   

15.
钛基纳米金刚石涂层场发射阴极   总被引:1,自引:0,他引:1  
设计了一种新的金刚石场发射阴极工艺.用旋涂法在金属钛片上涂覆纳米金刚石涂层,经过适当条件的真空热处理,实现钛与金刚石之间的化学键合即欧姆接触,从而形成以金属钛为衬底,碳化钛键合层为过渡层,金刚石纳米颗粒为场发射体的场发射阴极.样品的阈值场强可达6.3V/μm,场发射电流密度在21 V/μm场强下可达到60.7 μA/cm2.提出了样品的结构模型,并分析了其电子输运方式.样品的Fowler-Nordheim曲线基本为一直线,根据经典场发射理论,可以证实其电子发射机制为场发射.观察到在获得稳定的场发射性能之前存在激发过程,并对其作了简单解释.  相似文献   

16.
An improved planar-gate triode with carbon nanotubes (CNTs) field emitters has been successfully fabricated by conventional photolithography, screen printing and electrophoretic deposition (EPD). In this structure, cathode electrodes and ITO arrays linked with gate electrodes were interdigitated and paralleled on the same plane although the gate electrodes and cathode electrodes were isolated by dielectric layer, a so-called improved planar-gate triode structure. An electrophoretic process was developed to selectively deposit CNTs field emitters onto cathode electrodes in the CNTs suspension by an applied voltage between the gate electrodes and cathode electrodes. The optical microscopy and FESEM image showed that the CNTs emitters with the uniform packing density were selectively defined onto the cathode electrodes. In addition, field emission characteristics of an improved planar-gate triode with CNTs field emitters were investigated. The experiment results indicated that the turn-on voltage of this triode structure at current density of 1 μA/cm2 was approximately 55 V. The anode current and gate current came to 396 μA and 325 μA, at gate voltage and anode voltage of 100 V and 4000 V, respectively and at the anode-cathode spacing of 2000 μm. The emission image became brighter and the luminous image with dot matrix on the anode plate obviously increased with the increase of the gate voltage. Moreover, the emission current fluctuation was smaller than 5% for 11 h, which indicated that the improved planar-gate triode has a good field emission performance and long lifetime.  相似文献   

17.
Using an electron-transparent anode (titanium foil), the behavior of prebreakdown emission centers on a cathode made of 12X18H10T stainless steel is studied for the case of vacuum gap excitation by 100-ns-wide voltage pulses with an amplitude of 200 kV. To raise the working electric field to 1 MV/cm or higher, the electrodes are preprocessed by a low-energy high-current electron beam in the surface melting mode. It is found that prebreakdown emission centers may be stable and unstable. The stable ones arise at an electric field strength of 0.4?C0.6 MV/cm, and their activity grows with voltage up to breakdown. As the electric field increases, new unstable emission centers occur at sites other than those observed at the previous voltage pulse. Reasons for the appearance of unstable emission centers are discussed.  相似文献   

18.
Intense emission from a grid-stabilized plasma cathode based on a glow discharge with an expanded anode area is studied. In the electrode system of the ion source, the potential difference between a large-mesh grid electrode (a hole diameter of 4–6 mm) and cathode and anode plasma reaches 200 V and the glow discharge current is up to 1 A. The current distribution over the electrodes of the plasma cathode is taken, and the dependences of the electron extraction efficiency and electron-emitting-plasma potential on the gas pressure and discharge parameters are obtained. A relationship between the geometric parameters of the grid, cathode plasma potential, and efficiency of electron extraction from the plasma is derived. It is shown that stable intense emission from the plasma cathode can be provided in wide ranges of gas pressure and discharge current by varying the geometry and mesh size of the plasma cathode grid. Discharge contraction in the grid plane at elevated gas pressures is explained. It is assumed that the emitting plasma becomes inhomogeneous due to variation in the thickness of near-electrode layers in the holes of the grid, which makes the distribution of the emission current from the plasma more nonuniform.  相似文献   

19.
Ferroelectric electron emission arises when the spontaneous polarization of a ferroelectric is switched due to the application of an electric field. In order to study the origin of emission and the related emission mechanism, space-resolved emission electron microscopy has been employed. The integral energy distribution of the emitted electrons from triglycine-sulfate surfaces has been investigated using a cylindrical sector analyzer and an imaging retarding field analyzer. Space-resolved emission photography and energy distribution measurements were obtained, revealing the effect of ferroelectric switching on the electric field distribution and hence on the emission process. Evidence of secondary electron emission from the metal electrodes has been found.  相似文献   

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