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．     

不同驱动方式下后栅极场发射显示板的工作特性

针对后栅极FED提出一种新型驱动方式,场发射电子由阳极电压产生,而在栅极施加负电压抑制场发射电子的产生.采用模拟计算的方法比较了相同结构参数的后栅极FED在传统和新型驱动方式下的工作电压以及阴极场发射和阳极束斑情况.计算结果显示新型驱动方式提高了阳极工作电压,改善了阴极场发射电子分布和阳极束斑,有利于提高发光效率、增加器件寿命.并研究了在2种驱动方式下阴极宽度和介质厚度在公差范围内变化对阴极发射特性和阳极束斑的影响.结果显示在新型驱动方式下,器件的阴极宽度和介质厚度对阴极发射特性和阳极束斑的影响均较小,因此常开型后栅极结构FED对工艺制作的一致性要求较低,从而降低了成本.     

碳纳米管场发射背阴极式三极结构及其模拟

提出了一种碳纳米管新型的背阴极式场发射三极结构.在这种结构中,带有孔阵列的薄玻璃基板作为阴极基板,碳纳米管阴极材料通过丝网印刷的方法装配在玻璃孔周围的阴极电极上.栅极电极则装配在阴极材料下方另一块基板上,在玻璃孔对面与之相对的则为覆盖有ITO电极和荧光粉层的阳极基板.在阳极基板上施加高电压,强电场则通过玻璃孔渗透到碳纳米管的表面使之发射,电子穿过玻璃通道轰击阳极,在栅极电极上施加反向电压用以减小阴极表面的电场从而关闭阴极发射达到调制效果.本文通过电场和电子轨迹的计算机模拟,验证此场发射三极结构的可行性并得出它的调制特性.     

微空心阴极放电自持的辉光放电的理论及实验

利用蒙特卡洛方法模拟了微空心阴极放电（MHCD）出射电子的空间以及能量分布，并在此基础上模拟了微空心阴极放电自持的辉光放电中电子的空间分布．模拟表明减小MHCD绝缘层厚度，能有效地改变从微空心阴极放电中出射电子的能量分布，从而提高电子发射效率．对于给定的微空心阴极放电电压，电子的发射存在一个轴向电压阈值；轴向电压的进一步增加，出射的电子数会达到饱和．实验表明以MHCD作为辉光放电电子源是可行的，并且微空心阴极放电自持的辉光放电特性的实验结果和理论模拟是一致的．     

PZT阴极的XPS研究

通过对PZT 阴极进行XPS 微观分析及发射前后性能参数变化的对比,在极化反转致电子发射的理论基础上,从发射电子的能量出发,发射后介电常数的减小及XPS分析得出的表面介质层的增厚均增大了发射电子能量,合理解释了实验中观察到的多次发射后起始阈值降低的现象。在此基础上制做的非化学计量整比铁电阴极具有更低的发射起始阈值。     

磁场对放电阴极区中电子能量及角分布的影响

采用Ｃｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟方法研究了磁场对直流辉光放电阻极鞘层中电子能量及角分布的影响。磁场垂直于阴极鞘层中电场的方向。电子与中性粒子的碰撞过程由自散射技术处理。计算了电子与中性粒子的非弹性碰撞次数。着重研究了电子的能量和散射角分布。结果表明，横向磁场能在一定程度上改变直流放电中电子的输运过程。磁场中电子与中性粒子的非弹性碰撞增强，这一结果与实验结果基本一致。     

利用F—H实验装置测量阴极表面溢出电子的能量分布

本文给出了利用弗兰克赫兹实验装置测量阴极表面溢出电子能量分布的一种方法，并指出弗兰克———赫兹曲线峰顶形状偏离理想形状是电子初始动能服从麦———玻分布的必然结果。     

碳纳米管场发射显示屏栅极工艺的研究

利用优质云母板作为栅极结构基底材料，结合简单的丝网印刷工艺将导电银浆制作成条状栅极，制作了新型的栅极结构；采用高温分解方法制备了碳纳米管薄膜阴极，制作了三极结构碳纳米管阴极平板显示屏样品。该样品具有良好的场致发射特性以及栅极控制能力。利用这种新型的栅极结构，能够克服整体器件高温封装所带来的技术困难，避免碳纳米管阴极和阳极荧光粉的损伤，实现了稳定可靠的高温封装，具备了制作大面积场致发射器件的潜力。     

氮气直流辉光放电阴极鞘层区电子行为的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟对氮气直流辉光放电等电子体阴极鞘层区内电子的输运过程进行了研究,计算了阴极鞘层中电子的能量及角分布的空间变化.模拟讨论了电子密度和电子平均能量在鞘层的轴向分布规律.结果表明:在鞘层电子主要以高能束的形式朝前散射,电子在输运过程中表现出的这一特征依赖于放电条件,电子碰撞电离和离解电离产生的次电子在鞘层边界附近迅速倍增.模拟结果为分子气体辉光放电等离子体过程的机理的认识提供了参考依据.     

电弧阴极区性质的研究

采用一维非平衡等离子体模型讨论了阴极区的等离子体性质 ,阴极区被分为电离区和空间电荷区 .数值计算结果表明 :在电离区 ,电子的能量由焦耳热提供 ,而离子的能量主要通过离子电子碰撞获得 ,空间电荷区的电位降约为 5 .4V .     

电场极性对池沸腾换热影响的机理

对电场极性影响池沸腾换热的机理进行了理论分析和实验研究。在实验中,换热面为一平板并接地作为0电极,高压电极为平行于换热面的线状电极。实验结果表明,正电压下的强化换热效果优于负电压下的强化换热效果。这是由于施加正电压时不会有阴极发射电子现象,而施加负电压会有阴极发射电子现象,阴极发射电子削弱了电场对沸腾换热的作用。     

低气压直流氩气辉光放电的数值模拟研究

建立了一维氩气直流辉光放电自洽流体模型,采用对流与扩散方程来描述带电粒子在间隙中迁移、扩散以及电子的能量变化过程,并考虑了空间电荷对电场的影响以及离子撞击阴极产生的二次电子发射作用.采用有限元法对放电模型进行数值求解,得到了放电电流随时间的演化波形,以及放电稳定后带电粒子的浓度与总通量密度的空间分布,同时也求得了电子能量与电场的空间分布.计算结果表明:加压25μs后,放电逐渐趋于稳定状态;当放电稳定后,在阴极位降区附近,离子密度比电子密度高几个数量级,在正柱区附近两者浓度几乎相等;电子能量在阴极位降区内达到峰值29 eV,而在负辉区及正柱区几乎保持不变;放电电流密度在阴极位降区主要由流向阴极的氩离子及其产生的二次电子所贡献,而在负辉区和正柱区,电子成了放电电流密度的主要贡献者.     

管型空心阴极放电的流体模型模拟

采用二维流体模型对管型空心阴极放电(HcD)进行了模拟,得到放电稳定状态下的电势分布、电子和离子的密度分布、电子平均能量分布.利用模拟结果,理论研究了在气压为30~130 Pa,电压为150~300 V,阴极孔径在3～7.5 mm的范围内氩(Ar)空心阴极放电的特点.结果表明,放电中存在空心阴极效应,放电中的等离子体区域主要分布在管型空心阴极的两端,且改变放电电压、气压和阴极孔径等参数对放电特性有较大影响.     

确定氧化物阴极电子温度的实验

氧化物阴极从发明到现在,近六十年了,但氧化物阴极的发射机理仍未彻底解决。本实验对解决氧化物阴极的发射机理,是可以提供一定的实验基础,从而有利于制造出符合要求的良好氧化物阴极。氧化物阴极的阴极温度T_k,是比较容易测定的。但氧化物阴极的电子温度T_e 的确定,在以前发表的工作中,或是测定的准确度不高,仅5%,或是测定的阴极温度范围T_k 过窄442°K—535°K,以致使氧化物阴极电子温度T_e 与氧化物阴极的阴极温度T_k 是否符合的比较,无法进行。本实验是在企图提高准确度的情况下,在较大的温度范     

第三代场致发光的尝试

为提高发光亮度,本文详细分析了场致发光中的瓶颈过程。发现碰撞激发截面的五个特征:依赖入射电子方向,依赖入射电子能量,依赖发光中心寿命,依赖末态密度,存在不同阈值对不同激发态。并以ZnS:ErF_3的绿、红发光强度比为内标,在有源区外,设置预热层及加速层,选取合适材料,获得及证实了所得过热电子具有较一般结构中更高的平均能量,并对激发截面的某些特征作了实验论证。从实验上直接证明了离化倍增,并计算了它的系数,比文献中报导的都高。它同时显示了采用阴极射线发光材料,以获得彩色发光的可能性。     

发现超高能宇宙射线

正高能宇宙射线源自"宇宙射线加速器"。科学家们一直认为,如果银河系中有这样的加速器,很可能是超新星遗迹、恒星形成区或银河系中心超大质量黑洞等天体。近期,位于中国西藏的羊八井中日合作实验宣布发现了迄今为止最高能量的伽马射线,能量高达千万亿电子伏特(PeV),且产生该射线的加速器就在银河系之内。该论文已于2021年4月5日发表在Physical Review Letters上。     

空心阴极磁约束氦放电中电子运动计算机模拟

采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法，模拟了磁场影响下矩形空心阴极电中电子的运动及其产生非弹性磁撞情况，得到了终止条件下电子的能量分布，空间分布，以及离子的空间分布，磁场的引入改变了电子的衍程和产生各种非弹性碰撞的次数与位置，影响了整个放电过程，电子的各种参数分布的差异，正是由少数非弹性磁撞决定的，通过模拟得到，在恰当的磁场强度下，可改变电子的位置和能量分布，使总的离化数增加，改变负辉区和阴极位降区的离子     

扫描电子显微镜中吸收电子象的应用

本文用吸收电流信号作为附加的操作模式,用二次曝光技术对均匀的电惰性材科(electrically inert materials)的二次电子象中不易得到的形貌细节补偿,获得了清晰的图象。对表面比较平滑的多相合金,用吸收电子象定性地观察了其表面的成分分布。还观察了半导体材料中势垒电子伏特效应对吸收电子象的影响。实验结果表明,吸收电子象有十分广泛的应用。     

适合探测较轻粒子的一种多极平行板雪崩计数器

一种高性能多极双维位置灵敏平行板雪崩计数器(multi-plate parallel plate avalanchecounter,MPPAC)在兰州中能重离子加速器放射性次级束流线(radioactive ion beam line in lanzhou,RIBLL)上被应用.由二次雪崩带来的高增益使它很适合探测较高能量的较轻粒子.它主要由1个中心阳极,x,y位置栅极和2个阴极组成,位置信号由x,y位置栅极采用电荷分除法读出.使用异丁烷工作气体,气压650 Pa,阳极+400 V,阴极-350 V时,对于α粒子位置分辨为0.55 mm(半高全宽度,fwhm),位置线性色散远好于±0.2mm,探测效率大于99.2%.同时,也研究了位置分辨与阳极、阴极电压的关系,与放大器成形时间常数的依赖,随工作气压变化等.     

多量子点接触中静电势对电子输运的调制

本文对动态量子点驱动的通过三个量子点接触的电子输运的静电调制效应进行了研究.通过对栅极施加不同电压形成不同的量子点接触静电势,从而改变动态量子点的形状.随着栅极电压的改变,电子库中的费米能也会随之改变,同时,影响下一个量子点接触的静电势垒的梯度.实验证明,量子点接触的电势并不总是阻碍电子输运.电势的调制能够帮助我们了解电子与电子之间的库伦阻塞效应.