LaB6空心阴极放电电压波动现象及发生机理

由于发射电流密度大,LaB6空心阴极已被广泛地用于空间电推进领域。针对间歇性放电时LaB6空心阴极放电电压波动的现象,首先分析不同区间放电电压波动幅值及规律,确定造成电压波动的原因。然后对试验后的LaB6发射体表面成份及中毒机理进行了分析,最终得出：暴露大气后LaB6空心阴极表面吸附了大量的氧气,并与其表面形成了强偶极矩,导致发射体表面逸出功增加。由此,再次工作时放电电压将上升;通过对LaB6发射体加热预处理或离子轰击的方式,可去除发射体表面吸附的氧气和形成的氧化物,此时空心阴极的放电电压将降低。使用该方式能有效改善空心阴极放电性能、提高器件的可靠性。     

碳纳米管场发射器件放气特性分析及其对场发射性能的影响

为了研究场发射冷阴极电流跌落机制,采用四极质谱仪实时分析的方法研究了碳纳米管阴极场发射器件的放气特性及工作状态下器件内残余气体对阴极场发射性能的影响.结果表明:碳纳米管阴极场发射器件工作时,放出气体的主要成份是H_2,CO_2,CO;随着阴极发射电流密度的增加,气体成份的分压也随着增加.碳纳米管阴极的场发射性能,例如开启场强、阈值场强和场发射电流密度都与放出气体压强密切相关.碳纳米管阴极在压强为2.1×10~(-3)Pa的残余气体环境下工作1.5 h后,开启场强和阈值场强相应增加了29.4%和50.0%.阴极受残余气体影响,一方面阴极发射材料表面功函数增加;另一方面阴极发射体场增强因子减小.增大的功函数和减小的场增强因子降低了阴极的场发射性能.因此,场发射器件放气是阴极电流跌落的重要原因.     

关于确定在静态工作情况下氧化物阴极的发射能力的问题

在阴极的工作温度下,测量氧化物阴极静态情况下的发射能力是研究氧化物阴极时一个很困难的问题。因为发射电流经过氧化物阴极的涂层就引起涂层的过热而使阴极损坏。已知的求氧化物阴极发射能力的方法,用于大量地测试电子管时是太复杂太费事了。 为了大概估计氧化物阴极在工作温度下的发射电流,有可能机制一种方法,其原理是利用比较电子管阳极电流上升的时间和真空光电管电流上升的时间,该光电管的光电流是由于电子管的阴极的辐射所引起的。比较是在一定的阴极电压下,从加上热丝电压就开始进行了。 在图1中画出设备的原理图。在图2中画出二极…     

阴极弧电流对TiN及(TiTa)N薄膜结构和性能影响

利用电弧离子镀技术在高速钢基体上制备了TiN和（TiTa)N薄膜，采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对薄膜的微观组织结构进行了系统分析，研究结果显示：随着阴极弧电流的增加，沉积温度线性上升，薄膜由（111）织构向无择优取向转化，阴极弧电流对TiN薄膜的显微硬度影响较大，而对（TiTa）N薄膜的显微硬度无显著影响，此外，讨论了阴极弧电流对TiN和（TiTa)N薄膜的微观组织和性能的影响机制。     

电子发射式高温高压电除尘器阴极电发射特性试验研究

在不同的温度、压力和电压条件下,对开发出来的阴极材料进行了电发射特性的试验研究。研究结果表明,温度、压力及电压对发射电流均有显著的影响,在高温（〉８００℃）条件下,由阴极材料热发射所获得的电流密度,比通过电晕方式所得到的电流密度至少高一个数量级。阴极板具有良好的稳定性,可在高温高压下长期使用。     

电子发射式高温高压电除尘器阴极电发射特性试验研究

在不同的温度、压力和电压条件下,对开发出来的阴极材料进行了电发射特性的试验研究研究结果表明,温度、压力及电压对发射电流均有显著的影响,在高温（ ＞ ８００ ℃） 条件下,由阴极材料热发射所获得的电流密度,比通过电晕方式所得到的电流密度至少高一个数量级阴极板具有良好的稳定性,可在高温高压下长期使用     

NBT基陶瓷中相变致电子发射的研究

在无铅铁电阴极钛酸铋钠（NBT）中获得了20 A/cm2的电流发射密度。在施加激励电压过程中,观察到了和其他阴极材料不同的3个发射电流峰。通过考虑相变因数对电流发射的影响,修正了基于极化反转致电子发射模型的电流发射公式,由此定量解释了在NBT基陶瓷中观察到的不同电流发射现象,揭示了电流发射不仅仅由已有文献中提出的快极化反转产生,也可以由极化的变化(比如相变)产生。为进一步验证该结论和弄清不同种类铁电阴极电子发射的机理,进行了NBT与锆钛酸铅（PZT）的电子发射比较实验。在电子发射前后观察到NBT的压电常     

一种基于纳米碳管的常开型后栅极场致发射显示板

提出了一种常开型后栅极场致发射显示板及其工作原理．该显示板直接利用阳极使阴极产生场致电子发射,而通过埋在阴极之下的栅极上施加低于阴极电压的电压来阻止阴极产生场致电子发射,从而来调制显示所需图像．文中采用有限元法对该场致发射器件的电场强度分布进行了模拟计算,并研究了该器件中阴极的发射特性．计算结果表明在该场致发射显示板中,阴极发射均匀性好,发射面积大,从理论上证明了该常开型后栅极场致发射显示板工作原理的可行性．     

新型航空瞬变电磁法脉冲电流发射电路研究

提出一种新型航空瞬变电磁法脉冲电流发射电路,利用Buck电路与H桥电路相结合的方式,将H桥路作为Buck电路的负载,H桥路来控制发射电流的方向,Buck ZCS-PWM(降压式零电流开关脉宽调制)电路控制发射线圈两端电压,提升开关器件工作频率,降低开关损耗,解决传统瞬变电磁法发射电路脉冲电流上升沿与平顶段噪声强、纹波大问题,采用馈能恒压钳位电路提高钳位电压、减小脉冲电流下降沿时间,在H桥路中加入阻断二极管来消除下降沿电流过冲。讨论Buck ZCS-PWM控制技术对脉冲电流上升沿与平顶段波形质量的影响,钳位电压与下降沿时间的关系,给出具体设计方案及电路参数,采用仿真和实验的方法将其与传统发射电路所得电流波形进行对比分析。研究结果表明:新型航空瞬变电磁法脉冲电流发射电路输出电流波形具有上升沿与平顶段噪声与纹波小,开关损耗小,下降沿时间短,线性度高,电流无过冲等优点。     

三极CNT-FED的封装技术制作研究

通过采用低熔点玻璃封接技术和高温烧结工艺，实现了稳定可靠的场致发射平板显示器高真空封装。新型的阴极粘贴技术可以实现对各种片状阴极材料进行装配，避免了碳纳米管阴极的损伤，具有制作大面积显示器件的潜力。所制作的三极结构平板显示器样品具有良好的场致发射特性以及大的阳极电流。     

氯化钠作为阴极缓冲层的有机电致发光器件

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes,OLED)具有驱动电压低、亮度和电流效率高、响应时间快、易实现大面积柔性等突出优点,在显示和照明等领域有广阔的应用前景.但是,由于这种二极管价格高昂,严重影响了其市场化的步伐.本研究使用价格便宜的氯化钠(NaCl)薄膜作为OLED器件的阴极缓冲层,以ITO玻璃为衬底,制作了结构为ITO/NPB(60?nm)/Alq3(50?nm)/NaCl(xnm)/Al(100?nm)的器件,其中x=0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5?nm.通过分析器件亮度-电压-电流特性,详细研究了NaCl薄膜厚度变化对OLED性能的影响.在器件阴极和Alq3之间加入一层NaCl薄膜后,J-V特性曲线明显向左移动,器件的开启电压明显下降.并且,随着NaCl薄膜的厚度逐渐增加,在0–2.0?nm范围,器件的开启电压随着厚度的增加而明显降低.当NaCl薄膜的厚度为2.0?nm时,器件的开启电压最低.NaCl薄膜的厚度超过2.5?nm时,随着NaCl薄膜厚度的增加,器件的开启电压也缓慢增加.但是,即使NaCl薄膜的厚度增加到3.5?nm,器件的开启电压还是远低于没有插入NaCl薄膜器件的开启电压.当插入NaCl薄膜的厚度小于2.5?nm时,器件的电流效率远大于没有NaCl薄膜的器件.同时,结合载流子隧穿方程,深入分析了相关的物理机制.本研究为降低OLED生产成本开辟了一条新的途径.     

氩对四针状氧化锌场发射性能的影响

氧化锌是一种宽带半导体材料,由于其具有负电子亲和势,高的机械强度和良好的化学稳定性等特性,也被认为是一种很有发展潜力的场发射阴极材料。但是由于阴极材料在纳米量级,纳米材料的一些效应使其对工作的环境气体非常敏感。氩是采用薄膜型吸气剂的电真空器件中常见的残余气体成份。采用充气实验法研究了氩对氧化锌场发射的影响,得出其对氧化锌的场发射电流具有增强作用。由于氩的引入在一定程度上对系统起到了清洗的作用,系统内对氧化锌具有衰减作用的气体减少从而使得氧化锌发射电流在相同外加电压下增加。     

材料带隙和阴极功函数对有机太阳能电池开路电压的分析

利用AMPS-1D软件研究了材料带隙和阴极功函数对异质结有机太阳电池的开路电压的影响。仿真实验结果表明:有机太阳电池的开路电压和材料带隙满足线性关系;活性层材料的带隙一定时,开路电压随阴极功函数的增大而减小,同时开路电压随温度的升高而减小,并呈现一次指数衰减的趋势;活性层内部载流子的复合率随阴极功函数的增大而增大,进而导致器件内部电场强度的减小。     

阴极温度分布对发射本领测量的影响

对阴极电子学中测试用二极管的阴极丝进行了热特性分析.采用数值方法计算了常用基底W、Mo阴极金属丝在不同条件下的温度分布,同时首次给出了这两种材料在宽温区内导热系数、辐射系数的计算公式.对阴极温度的不均匀导致的发射电流偏差进行了计算分析,并首次得到了发射电流误差小于5%的阴极丝最小长度的计算公式.这些公式对圆筒形测试二极管几何参数的选取具有实际的意义.     

场致发射材料的特性

主要论述了场致发射材料及其特性 ,对金属、硅微尖、金刚石薄膜、GaAs等的制备工艺和阴极特性作了较为详细的分析 .介绍了这些材料在新型场致发射显示器件 (FED)、真空微电子管作为阴极材料的应用 ,并对场致发射材料的获得和改进进行了初步的探讨     

船舶联合防污染系统的能效影响因素

为减少船舶联合防污染系统的电解电耗,通过实验研究电解电流和阴极电解液温度对电解电耗的影响.结果表明:槽电压随着电解电流增大而增大,但随着阴极电解液温度升高而降低;阴极电解液温度为60℃时,电解得到的氢氧化钠浓度最高,同时,电解过程的电流效率最高,电解电耗最小.     

高压大电流MCT导通特性及缓冲层结构研究

高压大电流MOS场控晶闸管(MCT)在一些大型专用军事设备中起着难以替代的作用,进一步改善MCT的输出特性对提高我国战略武器和常规武器水平具有重大意义.首先根据电参数指标要求,利用TCAD半导体器件仿真软件对高压大电流MOS场控晶闸管(MCT)单胞横向、纵向结构参数进行设计.然后基于非等温能量平衡模型,全面系统地分析了在不同的阳极电压和阳极电流情况下,MCT导通特性的变化特点和规律.最后对MCT所采用的缓冲层结构对正向阻断电压与饱和压降的影响进行了详细地研究.仿真结果表明:在不同的阳极电压和电流情况下,MCT内部电流路径变化、电流路径上等效导通电阻的变化及晶格温度是影响MCT导通特性的主要因素.当栅极-阴极电压一定时,随着阳极电压增大,阳极电流先增大后减小.随着阳极电流增大,阳极电压出现振荡和负阻现象.当缓冲层厚度一定时,随着缓冲层掺杂浓度的增大,正向阻断电压呈现先增大后减小再增大的变化特点,当缓冲层掺杂浓度一定时,随着缓冲层厚度的增大,正向阻断电压先增大后减小.缓冲层掺杂浓度越高、厚度越厚,MCT饱和压降越大.     

基于丝网印刷大面积碳纳米管阴极场发射的研究

针对碳纳米管(CNT)阴极场发射均匀性这一关键难题，根据CNT场发射理论制备了一种新型碳纳米管阴极印刷浆料．实验表明：质量分数约为20％的纯化CNT与4．2％的导电氧化物粘接材料混合形成的印刷浆料，其阴极具有较佳的发射均匀特性．用丝网印刷技术制作成的大面积(对于线长度大于12．5cm)阴极，再经过快速烧结技术及两步后处理工艺，既能除掉粘接材料又能使CNT很好地与衬底固定，并使碳纳米管部分直立和充分暴露，进一步改善了发射均匀性．该均匀发射的阴极开启场为2．0V／μm，在电场强度为2．5V／μm下，电流密度为35mA／mm^2，发光亮度为300cd／m^2，场发射电流稳定，其波动性小于4．5％．该阴极可望应用于场致发射显示器，液晶显示的背光源、电光源等器件。     

大电流弧光放电机理讨论

用电磁学理论结合能带理论讨论了弧光放电机理问题,认为在大电流的条件下,电极上能够产生大量的焦耳热使得阴极上的自由电子在晶格势场中的能态升高;由于大电流可以使得大量载流子参与定向运动,当电极断开时,大量载流子的定向运动动能转化为阴极上自由电子在晶格势场中的电势能,进一步升高阴极上自由电子在晶格势场中的能态;由于大电流使得阴极上聚集的自由电子数量巨大,从而在阳极和阴极间产生强电场,在两极间强电场的作用下,可以产生场致发射。解释了弧光放电过程申的负伏安特性;分析了弧光放电过程,比较了热电子发射和场致发射的联系与区别。     

铝衬底微等离子体阵列的制作与光电特性测量

在铝衬底上采用光刻工艺制作了带有氧化铟锡(ITO)透明电极的微等离子体阵列,实验研究了该微等离子体阵列在30～100 kPa氖气中的放电特性和发光特性.不同微腔尺寸的微等离子体阵列实验结果表明,对于微腔直径为150μm的器件,击穿电压随着工作气压的升高先下降后上升,并且在53.2 kPa时达到最小值212 V.通过对微腔直径为50μm和30μm器件的击穿电压比较发现,在气压较低时,微腔尺寸大的器件更容易击穿,当气压较高时,微腔尺寸小的器件更容易击穿,并且微腔尺寸小的器件随着气压的升高击穿电压下降得更快.与目前商业等离子体显示器件(PDP)的击穿电压相比,微腔器件的击穿电压更低,而且在高气压下,采用更小的微腔作为PDP的显示单元,可以提高PDP的分辨率.