研究了一种LaB6与TaC混合涂层热阴极，其发射层通过均匀混合LaB6与TaC粉末得到。比较了该阴极在LaB6与TaC混合比例为1∶1, 2∶1和3∶1下的发射特性，发现混合型LaB6阴极的功函数与多晶LaB6阴极的非常接近，在3∶1的混合比例下，电极的发射电流稳定，得到的电流密度为30 A/cm2。该电极可被应用于需要大电流密度和超大面积阴极的真空电子器件及动态真空电子束设备中。
热电子阴极 功函数 电子发射 LaB6 LaB6 thermionic cathode work function electron emission 强激光与粒子束
2013, 25(10): 2739
采用电子束蒸发方法在大面积玻璃基底和钽基底上沉积六硼化镧薄膜阴极。分别对玻璃基底上沉积的六硼化镧薄膜的生长取向、附着力与不同蒸发角度(0°, 30°,45°和60°)的关系进行了研究；对钽基底上沉积的六硼化镧薄膜阴极的逸出功进行了研究。结果表明:在基底温度为250 ℃时, 制备的六硼化镧薄膜具有(100)晶面择优生长的特点；蒸发角度为45°时, 六硼化镧薄膜(100)晶面的晶格常数与靶材相差最小, 晶粒较小；根据优化的工艺制备的六硼化镧薄膜阴极的逸出功为2.56 eV。
电子束蒸发 六硼化镧薄膜 蒸发角度 逸出功 大面积薄膜阴极 electron-beam deposition LaB6 film deposition angle work function large area film cathode
六硼化镧(LaB6)具有电子逸出功低、高熔点和高化学稳定性等优点,是制作热阴极和场发射阴极的理想发射体材料。而且在常规场发射尖锥表面涂敷一层LaB6薄膜能够大幅度提高场发射尖锥的发射能力。为了测量LaB6 薄膜的逸出功,采用电子束蒸发技术沉积LaB6薄膜,并对薄膜进行了X射线衍射分析和X射线光电谱分析。通过测量薄膜的热电子发射特性和敷LaB6薄膜的硅尖锥阵列的场致电子发射特性确定了LaB6薄膜的逸出功,与块状LaB6多晶材料的逸出功大体相同,说明电子束蒸发沉积技术适合于制备高纯度、低逸出功的LaB6薄膜。
六硼化镧 逸出功 电子束蒸发 热发射 场发射 Lanthanum hexaboride work function e-beam deposition thermal emission field emission
采用硅的局部氧化技术以及湿法刻蚀技术，利用2．6 μm的光刻掩模板在n型硅片上形成了栅极孔径为1 μm的场发射阴极的栅极空腔阵列，实现了用大阵点尺寸的栅极掩模板制备较小尺寸栅孔阵列。硅的湿法刻蚀溶液采用各向同性的硝酸和氢氟酸混合溶液，刻蚀后空腔的深度和宽度均随刻蚀时间线性增加。同时，由于刻蚀溶液具有较高的Si／SiO2刻蚀选择比，栅极孔径随刻蚀时间增大的速度远低于深度和宽度增大的速度，栅极孔径主要取决于掩模的尺寸和氧化层的厚度。通过选择掩模板的尺寸以及氧化层的厚度．采用局部氧化技术和湿法刻蚀技术能够制备出微米或亚微米的场发射阴极的栅极空腔阵列。
场发射阵列 栅极孔 局部氧化 湿法刻蚀 Field emission array Gate hole Local oxidation of silicon Wet etch
采用多晶LaB6材料制成平板二极管阴极,阳极采用钼材料,阴极采用热传导与热辐射加热,加热体为石墨.实验研究了不同阴极温度、不同真空度下的脉冲发射特性,并对热发射稳定性进行了分析.结果表明: 在动态真空系统中, 阴极发射面积为0.012 1 cm2, 工作真空度为2×10-4 Pa, 阴极温度分别为1 600, 1 650和1 700 ℃,在脉冲宽度为40 μs、重复频率为107 Hz的条件下,最大脉冲发射电流密度分别为34.0,44.0和53.8 A/cm2;2×10-4,5×10-4和2×10-3 Pa压强下的发射能力没有明显的差异;脉冲宽度的变化不影响发射电流密度的变化.
LaB6阴极 热电子发射 强流脉冲加速器 热发射特性 电流密度
报道了六硼化镧(LaB6)场发射尖锥的场发射性能.采用电化学腐蚀方法制作了LaB6场发射尖锥,并在10-2～10-7 Pa 的宽真空度范围内对单尖LaB6场发射二极管的发射特性进行了测试.发现残余气体电离产生的离子轰击对LaB6场发射阴极尖锥表面起到了离子清洗作用,使LaB6场发射尖锥在低真空工作后发射电流大幅度提高.离子轰击是一种适用于LaB6场发射阴极的激活处理方法.
场发射 六硼化镧(LaB6) 尖锥 离子轰击 激活 Field emission Lanthanum hexaboride(LaB6) Single tip Ion bombardment Activation
设计了一种由TiN,Al,Fe和牺牲层构成的堆栈式催化剂层结构,采用微波等离子体化学气相沉积法实现碳纳米管阵列高速笔直生长.SEM和TEM结果表明,生长出来的碳纳米管为典型的多壁碳纳米管,长度和直径均匀,排列整齐并垂直于基底,生长速率大于5 μm/min,晶格缺陷少.场致发射测试结果表明:碳纳米管的发射阵列具有良好的电流发射稳定性,最大电流密度大于6 A/cm2.紫外光电子能谱法(UPS)测试出碳纳米管的功函数为4.59 eV,则相应的场致发射陈列的场增强因子大于1 400.
碳纳米管 化学气相沉积法 场致发射 加速器 强激光与粒子束
2006, 18(12): 2070
研究了LaB6在1～10 Pa氮气和氦气中的直流和脉冲放电特性以及放电过程对电极的影响.结果表明,电极直径为5 mm的LaB6氦气放电管在脉冲工作状态下可以长期稳定放电.在脉冲电压为2.2 kV、脉冲宽度10 μs、频率13.3 Hz下,脉冲峰值放电电流超过120 A.氦气放电管在放电过程中,阴极表面有离子的清洗和活化作用,可以使电极的表面逸出功降低,提高放电管的发射能力和稳定性.LaB6作为气体放电电极具有寿命长、延迟时间短、放电电流大等优点,可用于重复强流脉冲气体放电的高压高速开关器件.
气体放电 氦气放电管 高压脉冲开关 LaB6 强激光与粒子束
2006, 18(10): 1745
介绍了一种用于管状电子束发射的大面积LaB6阴极电子源,其阴极发射面积为115 mm2,LaB6发射体用钼作基底,在LaB6与钼之间用耐高温的碳化物粘合剂填充以防止LaB6与钼发生反应.采用电子束轰击的方式加热LaB6发射体,当阴极温度为1 873 K时,加热功率为173 W,直流发射电流密度达到40 A/cm2.与用石墨加热LaB6发射体相比,该电子源加热功率降低了66%.阴极在室温下反复暴露于大气后其发射性能稳定.
LaB6阴极 电子轰击 强流电子源 功函数 阳极耗散功率
