简介了杆箍缩二极管(RPD)基本物理过程，从轫致辐射方向性、二极管能量耦合、电子箍缩效率、二极管构型等方面综述了国内外对RPD窗口前向辐射剂量影响因素的研究进展，报道了相比于石墨阴极，采用LaB6爆炸发射阴极RPD在相同实验条件下使得距离光源1 m处辐射剂量提高12%以上的实验结果，并进一步讨论提高RPD辐射剂量的可能技术途径。

场致发射阴极作为重要的电子源之一，在真空电子器件的发展进程中扮演了重要的角色。在与固态器件的竞争中，真空电子器件朝大功率高频方向持续发展，场致发射阴极的应用使其在器件尺寸、可靠性、功耗和工作频率等方面具备了较大的改进空间。本文综述了近年来大电流场致发射阴极技术进展，特别介绍了碳纳米管场致发射阴极的发展。试验表明在直流测试条件下，该类型场致发射阴极发射电流密度已可达到A/cm² 量级，且可以实现长寿命高稳定发射，未来在场致发射阴极微波放大器、自由电子激光器和新型中子源等方面将有广泛的应用前景。

报道了在较大发射面积上获得较大场发射电流的碳纳米管场发射阴极。为了加强场发射电流，在丝网印刷浆料中增加一种金属纳米颗粒，金属颗粒增强了碳纳米管发射体和衬底的接触，提高碳纳米管和衬底的粘附作用。利用改进后的丝网印刷方法制备了大电流碳纳米管场发射阴极，测得最大发射电流为68.0 mA，阴极有效发射面积约1.1 mm2，发射电流密度约6.2 A/cm2;并成功将改进方法制备的大电流场发射碳纳米管阴极应用于场发射真空器件原型。实验证明这种具有较大发射电流和较大发射电流密度的场发射能够满足部分大功率电子器件的需求。

重复频率爆炸发射阴极(EEC)是产生高功率重复频率强流电子束的关键。阐述了爆炸发射的尖端场增强和闪络引发机制，分析了影响EEC重复频率运行的因素，综述了EEC研究现状并总结了几种EEC特性，指出实现重复频率发射阴极的方法在于探索新型材料和改进结构。提出采用六硼化镧(LaB6)作为EEC材料和适用于“单焦斑”多幅闪光照相工业冷阴极二极管(IXD)的新型阴极结构--轮辐状金属铁电陶瓷复合阴极，并对其前景进行展望。

将Ni(NO3)2-Mg(NO3)2体系作为催化剂前驱体,在不同气源比例下用CVD催化裂解法制备纳米碳管,用SEM、TEM和喇曼光谱对其进行了表征和分析,制备出完整性好的纳米碳管.再用两种工艺和配方制备其场发射阴极,对阴极样品进行了场发射性能测试.结果表明,经过氢处理在Si基上制备的CNT阴极发光效果好,且具有良好的场发射性能.

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 6.3 V/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.

提出了一种带过载保护功能的真空微电子压力传感器.对传感器的压力敏感膜尺寸、阴阳极间距等结构参数进行了分析计算;针对过载保护的问题,在结构上设计了过载保护环,实现了真空微电子压力传感器的过载自保护功能.采用硅的干、湿法结合的腐蚀、氧化锐化和真空键合等工艺技术,成功地研制出传感器实验样品.对传感器实验样品的参数进行了测试分析,其场致发射阴极锥尖阵列密度达24 000个/mm2,起始发射电压为0.5～1 V,反向电压≥25 V,当正向电压为5 V时,单尖发射电流为0.2 nA,压力灵敏度为0.1μA/KPa.

针对场致发射阵列建立了有效的三维有限元模型来分析单个尖锥的发射电流.考虑到场致发射阵列的周期性和尖锥的轴对称性,仅对一个尖锥单元的1/4进行分析.对模型的表面施加电压边界条件,计算得到尖锥表面电场强度分布,电场强度在尖锥顶点最强,场发射电流在此处也最强.由Fowler-Nordheim函数可得到尖锥表面的场致发射电流密度分布,对整个尖锥表面进行积分后得到了单个尖锥的场致发射电流约为7 μA.计算了在100V门电压下不同顶端半径的场致发射电流.结果显示,场发射对顶端半径有很强的依赖性.计算了100个顶端半径为8 nm的尖锥在不同门电压下的总场致发射电流,发射电流与开启电压与实际测量值符合得很好.