冷壁法制備大發(fā)射電流密度復(fù)合陰極及其性能研究

陳心全 王琦龍 崔云康 狄云松 張曉兵

(東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院 南京 210096)

　　陰極作為電子發(fā)射源，被喻為真空電子器件的“心臟”。而碳納米管(CNT)又是場(chǎng)致發(fā)射陰極的首選材料，其在電子、機(jī)械和化學(xué)方面具有獨(dú)特特性，有較低的逸出功，極高的縱橫比，理論上可實(shí)現(xiàn)106 A/cm2 的場(chǎng)致發(fā)射電流密度。

　　單根碳納米管雖然可以實(shí)現(xiàn)較大的場(chǎng)發(fā)射電流密度，但對(duì)于大面碳納米管的場(chǎng)發(fā)射，制備出同時(shí)具有穩(wěn)定的大電流密度及大電流的碳納米管場(chǎng)發(fā)射陰極目前仍有一定的難度。這主要是由于碳納米管陰極制的備中，碳納米管的長(zhǎng)度、直徑和間距差別較大，分布不均勻，場(chǎng)發(fā)射一致性差，易造成碳納米管的局部燒毀。

　　另外，碳納米管場(chǎng)發(fā)射陰極的碳納米管之間的場(chǎng)屏蔽作用，使場(chǎng)增強(qiáng)因子大大減小，開(kāi)啟場(chǎng)強(qiáng)相對(duì)較高。

　　本文采用碳納米管中摻雜氧化鈷納米顆粒得到復(fù)合場(chǎng)發(fā)射材料，以實(shí)現(xiàn)低開(kāi)啟場(chǎng)強(qiáng)，大電流密度的場(chǎng)發(fā)射陰極。

　　首先，將氧化鈷納米顆粒均勻摻雜到碳納米管漿料得到混合漿料，其中氧化鈷納米顆粒與碳納米管漿料的質(zhì)量比分別為10:3,10:2,10:1 等;

　　然后，利用絲網(wǎng)印刷法制備陰極，將制備的陰極放入烘烤箱，200℃烘烤2 h;

　　最后，采用冷壁CVD 法在陰極表面進(jìn)行碳納米管再生長(zhǎng)。采用電子掃描顯微鏡(SEM)分析陰極表面形貌，并測(cè)試再生長(zhǎng)陰極發(fā)射特性。

參考文獻(xiàn)：

　　(1)陳澤祥,曹貴川,張 強(qiáng),等.大電流密度碳納米管場(chǎng)致發(fā)射陰極陣列的研制[J].強(qiáng)激光與粒

　　子束, 2006(12):2070-2073