西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 陕西西安 710024
在“剑光一号”上搭建了二极管平台, 理论估计了二极管阻值, 进行了平板二极管阻抗和束流分布测量实验。结合法拉第筒阵列测得的束流密度分布、粒子模拟 (PIC)仿真结果对二极管阻抗特性进行了全面的对比分析。结果表明, 二极管工作于弱箍缩状态, 阻抗阻值略低于估计值, 阻抗曲线、法拉第筒波形以及束流箍缩程度三者间存在高度的相关性。当阻抗曲线处在前端(导通前)和末期(崩溃段)时, 束流均处在未箍缩期间, 法拉第筒信号无有效数据; 阻抗曲线处在平区时, 二极管工作平稳, 束流箍缩情况和法拉第筒信号稳定, 阳极边缘处的法拉第筒波形呈现双峰, 与束流箍缩运动情况相符。
阻抗 束流箍缩 强流平板二极管 法拉第筒 impedance beam pinching high -current plain diode Faraday cup 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(2): 338
西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室,陕西,西安,710049
应用精度较高的体积加权电荷、电流分配模型,对轴对称平板二极管的空间电荷限制流2维效应进行了粒子模拟研究.选取电压分别为100 kV和1 MV两种情况,对空间电荷限制流受二极管尺寸影响的规律进行了模拟.模拟结果表明,2维效应使空间电荷限制流密度随二极管形状因子(阴极发射半径与阴阳极间隙的比值)的减小而增大,且受相对论效应的影响不明显.经数值拟合得到了空间电荷限制流2维效应与形状因子相关的二阶经验公式,其一阶系数与一阶理论结果基本一致,约为1/4.
平板二极管 空间电荷限制流 粒子模拟 2维效应 Planar diode Space-charge-limited current Particle-in-cell simulation 2D geometry effect
