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．     

激光驱动的钠钾锑光电阴极的光电发射特性

报告了作为高亮度电子注入器的钠钾锑光电阴极在ＹＡＧ激光（λ＝１．０６μｍ，脉冲宽度为５０ｐｓ）作用下的亚阈值光电发射，其为２光子发射。研究了阴极的光电发射限制问题，从实验上证明在激光能量比较大极间电压比较低时，阴极受空间电荷限制。     

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.     

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．     

对夫兰克—赫兹实验解释的一点浅见

在夫兰克一赫兹实验中,阴极K发射的热电子在阴极和栅极之间被加速,得到足够的能量时可穿过栅极到达阳极,使电流计摆动。电子的能量达到4.9电子伏特即与汞原子碰撞从而失去,它不可能具有9.8电子伏特的能量,只有在经过改装的实验装置中,高于4.9电子伏特的电子才可以出现。     

关于锑碱高效能光阴极光电子逸出特性的分析研究

本文从讨论半导体光电发射出发,提出了光电子能量损失速率的概念.运用所导出的理论公式,对实用锑碱光阴极的光电子逸出深度和逸出几率做了计算.结果表明:S-11光阴极的最大逸出深度为284A.与之相比,多碱光阴极有较大的逸出深度,这应归因于它有合适的带隙,较高的二次电子空穴对生成阈值以及较低的有效电子亲和势.最后,分析了阴极厚度对长波、短波响应的影响,给出了S-20VR光阴极的实际厚度约为1300A.     

金属热—场电子发射特性研究

用一简单直观的金属电子发射物理模型,对热、Schottky、热-场和场致电子发射进行了分析,定义了热隧道电子的新根子度,用数值方法对常用发射材料（W）的热隧道电子电流部分进行了计算,并采用比值拟合的方法,得到了该部分电子的发射电流密度与温度及场强的关系式,在此基础上,可求出W的热-场电子发射方程,用该方法能清晰地了解金属的电子发射机理,从而为热-场阴极的研究开发提供了理论依据。     

场致发射显示屏技术的研究

介绍了场致发射显示技术的工作原理及特点,分析了微尖型场致发射阴极、膜状型场致发射阴极的场致电子发射特性,对场致发射显示屏（FELLS）的结构做了研究,并讨论了影响场致发射显示屏性能的主要因素及改进的措施．     

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.     

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     

静电辅助的气溶胶化学气相沉积法制备Y2O3薄膜

采用静电辅助的气溶胶化学气相沉积的方法成功地在Si(100)衬底上制备了Y2O3薄膜,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XRP)对薄膜进行了表征.SEM分析结果显示,薄膜的颗粒为纳米级的,并且薄膜致密、平整.AFM分析结果表明,薄膜的粗糙度为11nm.由XPS分析可知,薄膜为基本上符合化学计量比的氧化物.附着力测试表明,Y2O3薄膜与Si衬底的附着力为4.2N.X射线衍射分析结果表明,沉积得到的Y2O3薄膜在热处理前为非晶结构,热处理之后薄膜具有立方晶体结构,并且沿(111)面择优生长.     

Al－Ti合金阳极氧化膜的化学组成及微观结构

着重研究了Ａｌ含量顺次递增的３种组分，Ａｌ－Ｔｉ合金阳极氧化膜的化学组成及微观结构。用ＸＰＳ俗分析表明：氧化膜是由Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＯ２组成，经ＡＥＳ深度剖面分析得到了两者之间的比例，并推理出膜的微观结构模型，用ＳＥＭ观测了３种膜的表面形貌，清楚地看到：合金组分不同，膜的致密度不同。ＸＲＤ实验证明：氧化膜的晶型较复杂，且有取向。     

共面型介质阻挡放电的击穿特性

利用拉普拉斯方程求出共面型介质阻挡放电单元电势分布的解析解,结合汤生放电理论,研究了共面型放电单元的结构参数对其击穿特性的影响.结果表明,介质表面的二次电子发射系数、沿面电极间隙、电极长度、介质层等因素对共面型介质阻挡放电的击穿电压和击穿路径的位置都有一定影响.合理选择共面型介质阻挡放电的结构参数,可以获得较低的击穿电压和所需的放电模式.     

高压绝缘α—Al2O3涂层的XPS和EELS表面分析

用不同配方的Mn,Cr,Ti混合物涂复α-Al2O3绝缘瓷表面，在适当的条件下热处理，利用XPS和EELS测试分析了表面层的电子能态，发现在退火后各涂层成分的含量变化明显，由于配方元素不同程度地扩散、渗透进95Al2O3陶瓷基底内，通过反应生成了新相；根据价带谱和EELS分析，其表面层的价带项移向真空能级，使能隙减小；能隙中的缺陷态、杂质态及表面态增加，有利于内次级电子的非弹性跃迁和二次电子发射系数的减小。     

Effects of CeO2 on the XPS valence band spectra of coal under the combustion initialization stage at 400°C

In order to get the catalytic mechanism of CeO₂ on graphite and coal at 400°C, the morphologies of coal, graphite, and CeO₂ before and after combustion were analyzed through X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It is found that the particle size of coal is mostly between 11.727 and 64.79 μm, while the particle size of CeO₂ is between 1.937 and 11.79 μm. The agglomeration of coal and CeO₂ can be seen by scanning electron microscopy (SEM) after reaction. XPS results show that with the addition of CeO₂, the intensity of binding energy gets stronger, but there is no energy peak transition. Comparing the character of coal with and without the addition of CeO₂, it can be seen that the C-C bond fractures first at 400°C, while the C-H energy-band takes electrons at the same time to be far away from the Fermi level, and the O 2s, O 2p, and C sp hybrid orbitals are all excited. Adding CeO₂ can enhance the activity of the whole coal. In addition, through XPS analysis, combined with the oxygen transfer theory and the electron transfer theory, the catalytic mechanism of CeO₂ for pulverized coal combustion could be obtained.     

Controlled surface charging as a depth-profiling probe for mesoscopic layers

Probing the structure of material layers just a few nanometres thick requires analytical techniques with high depth sensitivity. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) provides one such method, but obtaining vertically resolved structural information from the raw data is not straightforward. There are several XPS depth-profiling methods, including ion etching, angle-resolved XPS (ref. 2) and Tougaard's approach, but all suffer various limitations. Here we report a simple, non-destructive XPS depth-profiling method that yields accurate depth information with nanometre resolution. We demonstrate the technique using self-assembled multilayers on gold surfaces; the former contain 'marker' monolayers that have been inserted at predetermined depths. A controllable potential gradient is established vertically through the sample by charging the surface of the dielectric overlayer with an electron flood gun. The local potential is probed by measuring XPS line shifts, which correlate directly with the vertical position of atoms. We term the method 'controlled surface charging' and expect it to be generally applicable to a large variety of mesoscopic heterostructures.     

高二次电子发射系数材料砷化镓的理论设计

根据通常负电子亲和势二次电子发射材料砷化镓的能级特点,提出延长负电子亲和势二次电子发射材料砷化镓的逸出深度的理论设计,设计出了特殊的负电子亲和势二次电子发射材料砷化镓.通过对两种负电子亲和势二次电子发射材料的二次电子发射系数的理论值进行比较和分析,得出:当原电子入射能量较低时,两种材料的二次电子发射系数差值较小;当原电子入射能量较高时,两种材料的二次电子发射系数差值较大,而且随着原电子入射能量的升高,两种材料的二次电子发射系数差值也在增大.     

纳米碳/聚偏二氟乙烯高介电复合材料

以多壁碳纳米管及多层石墨烯作为添加剂与聚偏二氟乙烯基体复合,制备介电性能优异的纳米碳/聚合物复合材料。通过SEM,TEM,AFM,XPS,FT-IR等手段对添加剂的结构、成分及其在聚合物基体中的分散性进行了表征。对多壁碳纳米管进行羧基及酯基修饰后,提高其在聚合物基体中的分散性,复合材料的介电性能明显提高。对多层石墨烯进行强碱水热处理后,多层石墨烯表面羟基含量增加,多层石墨烯/聚偏二氟乙烯复合材料的导电阈值增加,复合材料的介电性能大大增强,表现出比碳纳米管掺杂的复合材料更加优异的介电性能。     

掺氮碳纳米管阵列的制备及其场发射特性

使用结构简单的单温炉设备,以二茂铁为碳源与催化剂,三聚氰胺为氮源在硅基底制备出了碳纳米管阵列。所得的碳纳米管为多壁结构,单根碳纳米管的平均直径为50nm,长度为15μm,有着很好的定向性。透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子谱(XPS)分析表明所得的碳纳米管是氮掺杂的。利用场发射显微镜研究了掺氮碳纳米管阵列的平面场发射特性,相应的开启场强为1.60V/μm,场发射图像表明了其有较高的场发射点密度。