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热场发射电子源发射性能测试技术研究
1
作者 茹亚东 高召顺 +9 位作者 段瑞滨 伍岳 徐跃凡 左婷婷 薛江丽 高广赞 赵伟霞 刘俊标 韩立 阴生毅 《电子显微学报》 北大核心 2026年第1期69-80,共12页
热场发射电子源以其高亮度、高稳定性等优异特性,在电子显微镜和电子束加工等领域具有重要应用价值。然而,其发射性能的评估仍存在诸多挑战。本文设计了一套热场发射电子源测试系统,提出了针对发射电流密度、束斑直径和发射稳定性等关... 热场发射电子源以其高亮度、高稳定性等优异特性,在电子显微镜和电子束加工等领域具有重要应用价值。然而,其发射性能的评估仍存在诸多挑战。本文设计了一套热场发射电子源测试系统,提出了针对发射电流密度、束斑直径和发射稳定性等关键性能的高精度测试方法,并系统研究了工作温度、析出电压及工作时长等参数对发射性能的影响规律。本研究可为热场发射电子源的性能评估与优化提供重要依据。 展开更多
关键词 热场发射 电子源 测试系统 发射束流 束斑直径
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金属阴极电弧烧损机理及耐烧蚀阴极研究进展
2
作者 关慰勉 梁新增 +5 位作者 刘玲玲 赵梁 金银玲 徐继文 贾大炜 刘嘉斌 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期266-277,共12页
电弧等离子体设备的稳定工作时长受限于金属阴极的快速烧损失效。研制长寿命、服役稳定的阴极对提升现有设备运行能力至关重要,明确阴极的电弧放电过程的烧蚀行为和烧损机理,是研制高性能阴极的基础。本文在分析金属阴极复杂极端燃弧服... 电弧等离子体设备的稳定工作时长受限于金属阴极的快速烧损失效。研制长寿命、服役稳定的阴极对提升现有设备运行能力至关重要,明确阴极的电弧放电过程的烧蚀行为和烧损机理,是研制高性能阴极的基础。本文在分析金属阴极复杂极端燃弧服役过程的基础上,介绍了蒸发喷溅烧蚀机理、氧化物剥离烧蚀机理和阴极斑点致非均匀烧蚀机理。进一步地,综述几种改性阴极耐电弧烧蚀性能的研究进展,包括阴极组织细化、外加低逸出功相和阴极功能梯度化。围绕阴极斑点放电及烧蚀坑结构演化的原位观测、阴极多场耦合烧蚀损伤模型构建,和阴极设计-试制-考核的全流程研发制度建立等方面,展望长寿命金属阴极研制未来的发展方向。 展开更多
关键词 电弧烧蚀 金属阴极 阴极斑点 烧损机理 功能梯度阴极
原文传递
Zr/O/W肖特基式热场发射阴极界面发射性能研究
3
作者 郭家美 阴生毅 +3 位作者 孙万众 张永清 金鹤 赵梓辰 《物理学报》 北大核心 2026年第1期411-419,共9页
Zr/O/W肖特基式热场发射阴极作为电子束类高端分析仪器的核心组件,其独特的界面发射机制一直是阴极领域的研究热点.本团队成功制备了高性能Zr/O/W肖特基式热场发射阴极,其发射电流密度可达2.5×10^(4)A/cm^(2),使用寿命超过8000 h.... Zr/O/W肖特基式热场发射阴极作为电子束类高端分析仪器的核心组件,其独特的界面发射机制一直是阴极领域的研究热点.本团队成功制备了高性能Zr/O/W肖特基式热场发射阴极,其发射电流密度可达2.5×10^(4)A/cm^(2),使用寿命超过8000 h.通过能量色散X射线光谱和俄歇电子能谱分析,对激活阴极发射区表面及深度方向成分分布进行了系统表征.结果表明, Zr/O/W阴极表面并非传统理论所认为的Zr-O偶极子单分子层,而是存在一层纳米级厚度的Zr/O/W_((100))复合氧化层结构;该氧化层由三部分构成:W(100)晶面下方的氧渗入层、W(100)面本身以及晶面上方多原子层的Zr-O薄膜. Zr/O/W_((100))氧化层使阴极发射面功函数从纳米WO3的5.02 eV显著降低至2.85 eV,从而形成局域化电子发射集中区.基于上述实验结果,结合第一性原理计算,本研究模拟了W(100)发射界面动态演变过程,为Zr/O/W肖特基式热场发射阴极界面发射机制提供了新的理论解释. 展开更多
关键词 Zr/O/W 热场发射阴极 电子发射
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非晶态碳薄膜对微放电效应抑制的影响研究
4
作者 姜兆旻 楚坤 +1 位作者 胡笑钏 封国宝 《表面技术》 北大核心 2026年第2期266-277,共12页
目的微放电效应是导致高功率航天微波器件在轨失效的关键因素之一。本研究旨在阐明非晶态碳(Amorphous Carbon,a-C)薄膜通过调控铜(Cu)表面二次电子发射(Secondary Electron Emission,SEE)特性以抑制微波器件微放电效应的作用机制,并量... 目的微放电效应是导致高功率航天微波器件在轨失效的关键因素之一。本研究旨在阐明非晶态碳(Amorphous Carbon,a-C)薄膜通过调控铜(Cu)表面二次电子发射(Secondary Electron Emission,SEE)特性以抑制微波器件微放电效应的作用机制,并量化其在平行平板与同轴传输线中的抑制效果。方法采用直流磁控溅射技术在Cu基底上沉积a-C薄膜;测量分析Cu与a-C/Cu的二次电子发射系数(Secondary Electron Yield,SEY)及二次电子能谱(Secondary Electron Spectrum,SES);基于Furman二次电子发射理论,建立a-C/Cu的Monte Carlo模拟模型,预测其二次电子发射行为;利用CST Studio Suite构建平行平板和同轴传输线模型,研究a-C薄膜对微放电阈值电压的影响。结果厚度为(1.27±0.05)μm的a-C薄膜可以使Cu的SEY最大值从2.18降至1.65,第一临界能量由36 eV提高至58 eV,第二临界能量由2843 eV降至1000 eV;SES本征峰强度与面积分别衰减了44%与33%。在f×d=2~9 GHz·mm频段内,a-C薄膜使平行平板模型的微放电敏感区间压缩了42.3%。当f×d=3 GHz·mm时,下阈值电压从237.7 V升高至280.42 V(+17.9%),上阈值电压从898.89 V降低至671.34 V(-25.3%);同轴传输线模型呈现相似变化趋势,其下、上阈值电压分别变化+11.29 V和-60.56 V。结论a-C薄膜可显著抑制Cu的二次电子发射,有效缩小平行平板与同轴传输线结构的微放电敏感区间。该研究为航天微波器件提供了一种低成本、可扩展的表面改性方案,对提升器件在轨抗微放电能力具有重要应用价值。 展开更多
关键词 微放电 非晶态碳薄膜 二次电子发射 Furman模型 Monte Carlo方法
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真空电子器件用热扩散阴极寿命研究
5
作者 李娜 张珂 《真空电子技术》 2025年第5期48-55,共8页
阴极寿命研究源于真空电子器件对长寿命、高可靠性阴极的需求。数十年来,研究者对不同类型、不同工作电流密度以及不同工作温度的阴极进行了系统性研究,提出了各种观点,并建立了相对应的寿命模型。文章综述了热扩散阴极寿命研究的过程... 阴极寿命研究源于真空电子器件对长寿命、高可靠性阴极的需求。数十年来,研究者对不同类型、不同工作电流密度以及不同工作温度的阴极进行了系统性研究,提出了各种观点,并建立了相对应的寿命模型。文章综述了热扩散阴极寿命研究的过程、方法与模型,总结了寿命研究过程中的阴极性能的变化规律与相关机理,并探讨了阴极寿命研究的意义与未来研究的方向。 展开更多
关键词 真空电子器件 热扩散阴极 寿命 模型
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基于电子光学系统的二次电子收集效率研究
6
作者 段飞 邓辅秦 +1 位作者 陈杏文 刘珠明 《机电工程技术》 2026年第5期71-78,共8页
针对扫描电子显微镜中二次电子信号收集效率不足的问题,基于电磁场建模与数值模拟方法,研究了二次电子运动特性及其对收集效率的影响机制。通过MEBS软件3D模块,建立了典型成像系统下二次电子运动轨迹的电磁场数值模型。通过对探测器电... 针对扫描电子显微镜中二次电子信号收集效率不足的问题,基于电磁场建模与数值模拟方法,研究了二次电子运动特性及其对收集效率的影响机制。通过MEBS软件3D模块,建立了典型成像系统下二次电子运动轨迹的电磁场数值模型。通过对探测器电位、探测器尺寸与工作距离等参数的仿真分析,系统探讨了提高收集效率的优化策略。在仿真过程中,采用有限差分法计算成像系统电磁场分布,并基于三维轨迹模拟追踪二次电子的运动行为。结果表明,适当提高探测器电位可显著提升收集率,在样品室侧壁ET探测器系统中,电位为300 V时收集效率明显高于200 V和100 V。但电位过高会导致表面电荷积累,影响主束稳定性,因此需在收集效率与束流稳定性之间权衡。仿真还显示,增大探测器尺寸能扩大二次电子捕获范围,提高信号收集率。镜筒内环形探测器外径由8.6 mm增至9.8 mm时,收集效率由27.78%提升至50%;样品室侧壁ET探测器直径由5 mm增至8 mm时,效率由11.11%升至22.22%。但探测器尺寸的增大需兼顾系统稳定性及空间布局要求。此外,工作距离对收集效率亦有显著影响。在加速电压8000 V下,工作距离为12 mm时收集效率可达22.22%,而18 mm时降至10%。短工作距离有助于提高二次电子引导效率,需结合电压条件与探测器配置优化设置。研究结果为扫描电子显微镜中信号电子收集系统的优化设计提供了理论支持,对提升成像质量与信号稳定性具有重要意义,可为SEM探测系统的优化设计提供理论依据和工程参考。 展开更多
关键词 扫描电子显微镜 二次电子 收集效率 探测器
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镜像电荷对低能离子在菱形微孔中传输的影响
7
作者 孙文胜 袁华 +16 位作者 刘恩顺 杜战辉 潘俞舟 樊栩宏 王麒俊 赵崭岩 陈乾 万城亮 崔莹 朱丽萍 李鹏飞 王天琦 姚科 Reinhold Schuch 房铁峰 陈熙萌 张红强 《物理学报》 北大核心 2025年第7期156-168,共13页
本文进行了1 keV N_(2)^(+)离子束穿越完全放电的白云母微孔膜实验,测量了0°倾角下离子束入射初期的出射离子二维角分布图.将离子速度对通道壁介电响应的影响引入镜像电荷力表达式,对离子在菱形通道内所受镜像电荷力进行了多阶修正... 本文进行了1 keV N_(2)^(+)离子束穿越完全放电的白云母微孔膜实验,测量了0°倾角下离子束入射初期的出射离子二维角分布图.将离子速度对通道壁介电响应的影响引入镜像电荷力表达式,对离子在菱形通道内所受镜像电荷力进行了多阶修正.采用不同近似情况下的镜像电荷力对实验进行了模拟计算,结果表明离子速度对通道壁介电响应的影响会使镜像电荷力降低.对比对镜像电荷力进行多阶修正前后的模拟结果,修正后的结果更接近实验值.模拟计算出的穿透离子图像和实验测得的图像形状基本吻合,均未出现体现成型效应的矩形.但在穿透率和半高宽方面存在差距,实验二维角分布半高宽比计算结果大,且实验穿透率明显小于计算:结果.我们分析了模拟计算中的几个可能影响,评估了束流的真实状态以及束流与微孔之间的夹角等因素对模拟和实验之间的差异的影响.束流发散度和束流与微孔间的夹角会对模拟结果产生较大影响,但是这些.因素导致的模拟结果与实验出射离子角分布的差别还不够.本工作提供了离子束作为探针进行微孔表面介电响应研究的可能性. 展开更多
关键词 微孔膜 镜像电荷力 低电荷态离子 介电响应
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不同梯度掺杂透射式GaAs光电阴极的平均时间衰减常数及瞬态响应理论研究
8
作者 蔡志鹏 黄文登 +2 位作者 杨创华 娄本浊 何军锋 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第5期398-407,共10页
计算了透射式GaAs负电子亲和势光电阴极在不同掺杂梯度下的平均时间衰减常数τ',分析认为,阴极吸收层厚度L、掺杂梯度对τ'影响占主要地位,且随L、掺杂梯度的增大逐渐减小;仿真涉及的两种掺杂方式,吸收层浓度的e指数掺杂方式和... 计算了透射式GaAs负电子亲和势光电阴极在不同掺杂梯度下的平均时间衰减常数τ',分析认为,阴极吸收层厚度L、掺杂梯度对τ'影响占主要地位,且随L、掺杂梯度的增大逐渐减小;仿真涉及的两种掺杂方式,吸收层浓度的e指数掺杂方式和e指数电场掺杂方式,没有发现它们对τ'的影响。当L~0.2-0.5μm较小时,光子能量E_(hv)对τ'的影响较大。随光子能量E_(hv)进一步增大,它对τ'的影响逐渐减小;在L、E_(hv)变化过程中,发现了L、E_(hv)对τ'的影响的动态竞争关系,分析认为,二者竞争的实质是,初时刻表面光电子浓度与体内光电子浓度分布的动态竞争,共同影响了τ'的变化,且这种竞争关系,不是二者简单的叠加关系,而是出现一种复杂的、交替占主导的、此消彼长的变化关系,随着L增大,E_(hv)由主导逐渐过渡到占次要地位,而L由次要地位过渡到占主导地位。同时,基于τ'仿真得到了阴极在不同掺杂方式、不同掺杂梯度下的时间响应特性—T_(m)和FWHM,它们均随掺杂梯度的增大而逐渐减小,而e指数电场掺杂方式具有优异的响应特性。该仿真结果为透射式GaAs光电阴极在高速摄影、电子源、光电倍增管以及像增强器的应用研究提供了必要的理论基础和数据支持。 展开更多
关键词 GAAS光电阴极 梯度掺杂 平均时间衰减常数 最优系数因子 时间响应
原文传递
合肥红外自由电子激光束流注入器改进设计
9
作者 彭小钰 张浩然 +3 位作者 胡浩 胡桐宁 邓建军 冯光耀 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第9期69-78,共10页
基于正在运行的合肥红外自由电子激光装置注入器的指标要求,对注入器结构进行优化设计,得到更适合红外振荡器型自由电子激光装置的电子束。基于前期电子枪栅网结构的优化结果,进一步改进设计,将现有6次次谐波聚束系统的前级增设一个新... 基于正在运行的合肥红外自由电子激光装置注入器的指标要求,对注入器结构进行优化设计,得到更适合红外振荡器型自由电子激光装置的电子束。基于前期电子枪栅网结构的优化结果,进一步改进设计,将现有6次次谐波聚束系统的前级增设一个新的12次次谐波聚束腔,再结合改进的行波聚束结构对束团进行聚束和加速。在束流动力学优化过程中,首先设计次谐波聚束腔,扫描束流注入相位、行波聚束器相速度等参数,使得电子束在聚束阶段中达到100%捕获,能量提升至接近4.4 MeV。随后,通过装置原有的两个等梯度行波加速管,束流能量被提升至64 MeV。根据红外自由电子激光的实际应用需求,滤除高能散电子,对±1%束团能散的电子束进行统计,优化后核心束团的均方根纵向长度降低至3.1 ps,能散低于0.23 MeV,归一化横向发射度可以降低至9.8 mm·mrad,同时峰值流强达到270 A,为原有优化结果的2.7倍。优化后的注入器能够为光源的运行提供更高品质的电子束,有望驱动产生质量更为优异的红外辐射光。 展开更多
关键词 红外自由电子激光 电子束 注入器 次谐波聚束腔 束流动力学
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铬在阴极发射活性材料中的掺杂及其对M型阴极发射性能的影响
10
作者 李娜 张培先 +2 位作者 张珂 邵文生 冯进军 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期604-611,共8页
采用化学共沉淀法制备铬掺杂的覆膜阴极用发射活性材料,并对材料的成分、形貌及对应覆膜扩散阴极(M型阴极)的发射性能进行了研究。结果表明:通过实验成功将铬掺入发射活性材料中,发射活性材料由碱土金属碳酸盐、铬酸钡(BaCrO_(4))和铝... 采用化学共沉淀法制备铬掺杂的覆膜阴极用发射活性材料,并对材料的成分、形貌及对应覆膜扩散阴极(M型阴极)的发射性能进行了研究。结果表明:通过实验成功将铬掺入发射活性材料中,发射活性材料由碱土金属碳酸盐、铬酸钡(BaCrO_(4))和铝的氢氧化物构成;Cr的掺入量对材料的发射性能有明显影响,采用适量掺杂铬的发射活性材料,能制得发射性能优异的覆膜扩散阴极,阴极在1050℃_(B)时(℃_(B)表示亮度温度),发射电流密度可达44.59 A/cm^(2)。结合阴极发射机理分析认为,铬在阴极发射体系中能分别与活性元素Ba和基体W发生作用,适量Cr通过影响阴极中Ba的生成、迁移和分布,对阴极的发射性能产生有益影响。 展开更多
关键词 铬(Cr) 发射活性材料 覆膜扩散阴极(M型阴极) 发射电流密度
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离子溅射对合金靶材寿命的影响
11
作者 倪唯荣 黄海龙 +1 位作者 卢肖勇 王晓冬 《物理学报》 北大核心 2025年第1期85-91,共7页
载能离子入射带负电的离子收集沉积结构过程中会发生离子溅射,一种常用于离子加速过程的结构为圆形金属丝,持续大量离子入射会引起金属丝的表面损失,影响金属丝的服役性能及使用寿命.目前,由于常用于计算溅射产额的SRIM软件无法考虑合... 载能离子入射带负电的离子收集沉积结构过程中会发生离子溅射,一种常用于离子加速过程的结构为圆形金属丝,持续大量离子入射会引起金属丝的表面损失,影响金属丝的服役性能及使用寿命.目前,由于常用于计算溅射产额的SRIM软件无法考虑合金晶体结构中包含的多体相互作用问题,在高能离子入射合金靶材的溅射产额计算上具有较大误差,因此本文基于分子动力学方法结合Langevin控温模型建立了高能金属离子入射合金靶材的离子溅射参数计算模型,该模型具备持续入射过程中合金表面不同状态下的离子溅射参数计算功能,利用该模型计算得到了用于离子加速的阴极金属丝的典型服役寿命,试验值与理论值偏差<10%,验证了理论模型的准确性和适用性,基于此模型进行了金属丝服役寿命提升的理论优化,并提出了使用Ni-Ti合金提升金属丝寿命的方法. 展开更多
关键词 离子溅射 分子动力学 合金靶材 服役寿命
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新型稀土锆酸盐活性物质热发射特性研究
12
作者 漆世锴 李云 +2 位作者 张琪 陈栋 何俊 《中国稀土学报》 北大核心 2025年第5期1150-1157,共8页
为了提高医疗加速器用磁控管阴极的热发射性能,延长其使用寿命。采用稀土氧化物La_(2)O_(3)/Y_(2)O_(3)掺杂难熔金属氧化物ZrO_(2)来合成电子发射活性物质,并以该活性物质制备磁控管用阴极。X射线衍射仪(XRD)分析结果显示,La_(2)O_(3)/Y... 为了提高医疗加速器用磁控管阴极的热发射性能,延长其使用寿命。采用稀土氧化物La_(2)O_(3)/Y_(2)O_(3)掺杂难熔金属氧化物ZrO_(2)来合成电子发射活性物质,并以该活性物质制备磁控管用阴极。X射线衍射仪(XRD)分析结果显示,La_(2)O_(3)/Y_(2)O_(3)和ZrO_(2)在高温马弗炉中发生了化学反应,分别生成了新型稀土La_(2)Zr_(2)O_(7)和Y-Zr-O难熔盐活性物质。热发射测试结果显示,当工作温度为1600℃,阳极电压为300 V时,La_(2)Zr_(2)O_(7)和Y-Zr-O阴极的热发射电流密度分别为2.03,1.25 A·cm^(-2)。根据理查森直线法拟合出阴极的绝对零度逸出功分别为0.80,0.78 eV。利用理查森-道舒曼公式计算获得,当工作温度为1600℃时,阴极的有效逸出功分别为3.42,3.39 eV。最后,对阴极的热发射机理进行了有益的探讨。 展开更多
关键词 稀土锆酸盐 磁控管 阴极 逸出功 发射机理
原文传递
真空虚拟阴极测量的绝对误差分析
13
作者 海军 李建泉 +1 位作者 张智娟 王行行 《物理学报》 北大核心 2025年第24期276-282,共7页
基于已有的一维虚拟阴极理论模型,本研究进一步建立了虚拟阴极的绝对误差理论,并系统分析了热阴极温度、饱和电子发射电流、电子收集电流、杜什曼常数以及电子逸出功等参数对虚拟阴极测量的误差贡献.研究结果表明,影响虚拟阴极势阱深度... 基于已有的一维虚拟阴极理论模型,本研究进一步建立了虚拟阴极的绝对误差理论,并系统分析了热阴极温度、饱和电子发射电流、电子收集电流、杜什曼常数以及电子逸出功等参数对虚拟阴极测量的误差贡献.研究结果表明,影响虚拟阴极势阱深度测量的主要因素与虚拟阴极的强弱密切相关,当热阴极产生的虚拟阴极较强时,阴极加热温度的不确定性约有61%的概率成为势阱深度测量的主要误差源,而当虚拟阴极较弱时,电子电流测量的不确定性约有39%的概率成为主要误差源.此外,在虚拟阴极的空间宽度测量方面,对于常见的热阴极材料,其测量结果的主要误差大概率(至少90%)是由热阴极温度和电子逸出功的不确定性造成的,只有当虚拟阴极非常微弱时,电子电流的不确定性是主要误差源. 展开更多
关键词 虚拟阴极 绝对误差 热阴极温度 热电子发射
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氧化石墨烯/硒化锌纳米棒异质结构的可控合成及其场发射性能研究
14
作者 薛绍林 杜国芳 +2 位作者 周伟康 韩俊伟 吴淑贤 《昭通学院学报》 2025年第5期28-35,共8页
本文利用纳米晶种子导向水热法,在氧化石墨烯片(GOss)上生长出垂直且密集的ZnSe纳米棒。通过调整ZnSe纳米晶种子的浓度和N_(2)H_(4)·2H_(2)O的添加量,可以灵活控制GOss上ZnSe纳米棒的形态。透射电子显微镜(TEM)图像表明单个ZnSe纳... 本文利用纳米晶种子导向水热法,在氧化石墨烯片(GOss)上生长出垂直且密集的ZnSe纳米棒。通过调整ZnSe纳米晶种子的浓度和N_(2)H_(4)·2H_(2)O的添加量,可以灵活控制GOss上ZnSe纳米棒的形态。透射电子显微镜(TEM)图像表明单个ZnSe纳米棒为单晶。测量GOss上的多种ZnSe纳米棒异质结构的场发射(FE)性能,发现ZnSe纳米棒的尺寸和分布影响场发射性能。对于场发射性能,最佳ZnSe纳米结构形态是高长径比、垂直度度佳以及中等密度分布。其开启电场低至3.5 V·μm^(-1),场增强因子高达4486,且稳定性优良,优于GOss和密集或稀疏分布的ZnSe纳米结构的场发射性能。结果表明,ZnSe纳米结构的高长径比、氧化石墨烯(GO)的优异电学性能以及GO/ZnSe纳米棒异质结构的场发射稳定性对其场发射性能的提升起到协同作用。 展开更多
关键词 ZnSe纳米棒 ZnSe纳米带阵列 氧化石墨烯片 场发射 材料生长
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氧化石墨烯/硒化锌纳米棒异质结构的可控合成及其场发射性能研究
15
作者 薛绍林 杜国芳 +2 位作者 周伟康 韩俊伟 吴淑贤 《昭通学院学报》 2025年第5期28-35,共8页
本文利用纳米晶种子导向水热法,在氧化石墨烯片(GOss)上生长出垂直且密集的ZnSe纳米棒。通过调整ZnSe纳米晶种子的浓度和N2H4·2H2O的添加量,可以灵活控制GOss上ZnSe纳米棒的形态。透射电子显微镜(TEM)图像表明单个ZnSe纳米棒为单... 本文利用纳米晶种子导向水热法,在氧化石墨烯片(GOss)上生长出垂直且密集的ZnSe纳米棒。通过调整ZnSe纳米晶种子的浓度和N2H4·2H2O的添加量,可以灵活控制GOss上ZnSe纳米棒的形态。透射电子显微镜(TEM)图像表明单个ZnSe纳米棒为单晶。测量GOss上的多种ZnSe纳米棒异质结构的场发射(FE)性能,发现ZnSe纳米棒的尺寸和分布影响场发射性能。对于场发射性能,最佳ZnSe纳米结构形态是高长径比、垂直度度佳以及中等密度分布。其开启电场低至3.5 V·μm^(-1),场增强因子高达4486,且稳定性优良,优于GOss和密集或稀疏分布的ZnSe纳米结构的场发射性能。结果表明,ZnSe纳米结构的高长径比、氧化石墨烯(GO)的优异电学性能以及GO/ZnSe纳米棒异质结构的场发射稳定性对其场发射性能的提升起到协同作用。 展开更多
关键词 ZnSe纳米棒 ZnSe纳米带阵列 氧化石墨烯片 场发射 材料生长
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Sc_(2)O_(3)掺杂对稀土难熔钇盐阴极热发射性能的影响
16
作者 漆世锴 王兴起 +2 位作者 李云 张琪 王宇 《物理学报》 北大核心 2025年第15期397-406,共10页
为了提高磁控管用稀土难熔钇盐阴极的热发射能力,探索Sc_(2)O_(3)掺杂对稀土难熔钇盐阴极热发射性能的影响机理,采用Sc_(2)O_(3)掺杂稀土难熔钇盐来制备阴极,并测试该阴极的热发射性能.热发射测试结果表明,Sc_(2)O_(3)掺杂能够有效地提... 为了提高磁控管用稀土难熔钇盐阴极的热发射能力,探索Sc_(2)O_(3)掺杂对稀土难熔钇盐阴极热发射性能的影响机理,采用Sc_(2)O_(3)掺杂稀土难熔钇盐来制备阴极,并测试该阴极的热发射性能.热发射测试结果表明,Sc_(2)O_(3)掺杂能够有效地提高稀土难熔钇盐阴极的热发射能力.其中,3%Sc_(2)O_(3)(3%为质量分数,后同)掺杂能够最大程度地提高阴极的热发射能力,当阳压为300 V,温度为1600℃时,3%Sc_(2)O_(3)掺杂阴极可以支取3.85 A/cm^(2)的热发射电流.而在相同条件下,未掺杂Sc_(2)O_(3)阴极,即稀土难熔钇盐阴极仅可以支取1.66 A/cm^(2)的热发射电流,3%Sc_(2)O_(3)掺杂能够将该阴极的热发射能力提升132%.寿命试验结果表明,当负载电流为0.5 A/cm^(2),温度为1500℃时,3%Sc_(2)O_(3)掺杂阴极的试验寿命已经超过4200 h,且没有明显的衰减迹象.最后,利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、扫描俄歇纳米探针等对阴极进行详细分析.结果表明,热发射测试过程中,一方面,掺杂的Sc_(2)O_(3)和Y_(2)Hf_(2)O_(7)发生了置换固溶反应,生成了ScxY_((2-x))Hf_(2)O_([7+(3/2)x])固溶体,造成Y_(2)Hf_(2)O_(7)晶格畸变,导致晶格处于高能状态,降低了阴极表面的逸出功,与此同时,Sc_(2)O_(3)中的Sc置换掉了Y_(2)Hf_(2)O_(7)晶胞中Y,被置换出来的Y以金属单质形式存在,改善了阴极表面的导电性.另一方面,ScxY_((2-x))Hf_(2)O_([7+(3/2)x])固溶体中会产生一定数量的Vo2+氧空位和自由电子,也使得阴极表面的导电性能得到改善.最终,在这两方面的共同作用下,阴极的热发射能力得到显著的提高. 展开更多
关键词 Sc_(2)O_(3) 掺杂 热发射 发射机理 磁控管
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NEA光电阴极的(Cs,O)激活工艺研究 被引量：13
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作者 杜晓晴 常本康 +1 位作者 汪贵华 宗志园 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期826-829,共4页
在自行研制的负电子亲和势光电阴极性能评估实验系统上 ,首次利用动态光谱响应技术和变角X射线光电子能谱 (XPS)表面分析技术研究了GaAs光电阴极的 (Cs ,O)激活工艺 .获得了首次导Cs、(Cs ,O)导入以及 (Cs ,O)循环的优化激活条件 .XPS... 在自行研制的负电子亲和势光电阴极性能评估实验系统上 ,首次利用动态光谱响应技术和变角X射线光电子能谱 (XPS)表面分析技术研究了GaAs光电阴极的 (Cs ,O)激活工艺 .获得了首次导Cs、(Cs ,O)导入以及 (Cs ,O)循环的优化激活条件 .XPS分析给出GaAs(Cs ,O)的最佳激活层厚度为 0 .82nm ,首次导Cs达到峰值光电发射时的Cs覆盖率为 0 .71个单层 .在优化激活条件下 ,可以在国产反射式GaAs上获得 10 2 5 μA/lm的积分灵敏度 . 展开更多
关键词 负电子亲和势 光电阴极 激活 光谱响应 变角XPS
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微通道板噪声因子与工作电压关系研究 被引量：10
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作者 李晓峰 李金沙 +3 位作者 常乐 李娇娇 曾进能 吴永祥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期10-16,共7页
为了解决微通道板噪声因子的测量问题,提出了一种测量像增强器光电阴极灵敏度和信噪比,从而测量出微通道板噪声因子的方法 .根据该方法,分别在不同阴极电压、微通道板电压以及阳极电压条件下测量了微通道板的噪声因子.测量结果表明,当... 为了解决微通道板噪声因子的测量问题,提出了一种测量像增强器光电阴极灵敏度和信噪比,从而测量出微通道板噪声因子的方法 .根据该方法,分别在不同阴极电压、微通道板电压以及阳极电压条件下测量了微通道板的噪声因子.测量结果表明,当阴极电压、微通道板电压以及阳极电压分别变化时,微通道板的噪声因子会随之变化.微通道板电压对噪声因子的影响最大,阳极电压的影响最小.微通道板电压每增加100 V,噪声因子大约增加0.11,而阳极电压每增加100 V,噪声因子大约增加3.3×10^-4.微通道板工作电压提高,意味着电子碰撞能量提高,同时也意味着二次电子发射系数提高,而根据现有微通道板噪声理论,微通道板的噪声因子会减小,但实测结果却相反.造成这一矛盾的原因是在现有微通道板噪声理论中,仅仅考虑了二次电子发射系数、探测率、电子碰撞几率的因数,而未考虑到电子碰撞能量的因数,因此噪声理论需要进行修正. 展开更多
关键词 像增强器 光电阴极 微通道板 信噪比 噪声因子
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浸渍阴极用铝酸盐的研究 被引量：10
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作者 王小霞 廖显恒 +1 位作者 罗积润 赵青兰 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期67-70,共4页
本文主要对浸渍钡钨阴极用 6 12 (6BaO∶CaO∶2Al2 O3 )铝酸盐的烧结合成工艺、结构分析及性能测量进行了研究。结构分析结果发现 :相同的 6BaO∶CaO∶2Al2 O3 ,在不同的烧结温度、不同的烧结环境气氛中合成的铝酸盐有多相结构和主要单... 本文主要对浸渍钡钨阴极用 6 12 (6BaO∶CaO∶2Al2 O3 )铝酸盐的烧结合成工艺、结构分析及性能测量进行了研究。结构分析结果发现 :相同的 6BaO∶CaO∶2Al2 O3 ,在不同的烧结温度、不同的烧结环境气氛中合成的铝酸盐有多相结构和主要单相结构两种形式 ;性能测试结果表明 :在特殊环境中合成的主要相为Ba5CaAl4O12 结构的铝酸盐 ,除了烧结合成温度比传统低15 0℃～ 2 0 0℃外 ,还具有在空气中的稳定性好 ,用这种盐制备阴极 ,浸渍温度比传统低 5 0℃～ 10 0℃ ,阴极发射性能好、蒸发小等优点。 展开更多
关键词 阴极浸渍 铝酸盐 烧结合成工艺 X射线衍射 结构分析 真空电子器件
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基于模拟电荷法的微间隙场增强因子研究 被引量：9
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作者 钟久明 刘树林 +2 位作者 王玉婷 韩长端 刘锦涛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1003-1008,共6页
运动电极下的微间隙是国际电工委员会推荐安全火花试验装置(IEC-STA)短路火花放电体系的核心组成部分,也是研究装置短路放电特性、揭示短路放电机理的关键性难点.为研究其短路放电特性,运用扫描电镜对其电极进行了扫描分析,重构了最危... 运动电极下的微间隙是国际电工委员会推荐安全火花试验装置(IEC-STA)短路火花放电体系的核心组成部分,也是研究装置短路放电特性、揭示短路放电机理的关键性难点.为研究其短路放电特性,运用扫描电镜对其电极进行了扫描分析,重构了最危险打火情形下的电极表面形貌模型.基于模拟电荷法建立了阴极表面场强的数学模型,并对传统模拟电荷法进行了改进,给出了其参数设置、算法流程及病态矩阵处理方法,并对场增强因子进行了数值计算.数值计算结果表明,对于给定的微凸起高度,场增强因子与微凸起密度并不成简单的单调关系,而是存在使场增强因子最大的微凸起密度;对于给定的微凸起密度,在电极间距较大的情况下,场增强因子随间距成单调递减关系,反之,则随间距的减小而增大.数值计算结果为IEC-STA短路放电特性研究奠定了基础. 展开更多
关键词 微间隙 IEC安全火花试验装置 短路放电 模拟电荷法 场增强因子
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