Автоэмиссионный ток
Cтраница 4
С другой стороны, те же самые формы импульсов, которые при токе / к 1 нА присутствуют в секундной временной области, при увеличении тока на четыре порядка можно наблюдать в нано-секундном диапазоне. Это позволяет сделать предположение, что механизм наблюдаемых визуально в автоэлектронном проекторе флуктуации имеет место и на более высоких частотах, и флуктуации автоэмиссионного тока катода во всем диапазоне частот есть сумма независимых флуктуации отдельных эмиссионных центров. Близость распределения вероятности флуктуации к нормальному закону в соответствии с центральной предельной теоремой для суммы независимых случайных процессов может служить подтверждением данного предположения. [46]
Одно из распространенных объяснений явления активизации состоит в том, что при активизации происходит превращение некоторого количества хр3 - связанного углерода вдоль узких каналов в хр2 - свя-занный углерод. Этот углерод имеет лучшую электропроводимость, чем окружающая р3 - матрица, что способствует увеличению локального электрического поля, и, как следствие, автоэмиссионного тока. [47]
Физический смысл этой величины довольно очевиден, поскольку рост среднего квадрата производной df / dx функции амплитуды видеосигнала строки растра отражает увеличение остроты микровыступов и степени изрезанности рельефа поверхности. Следствием этого является уменьшение среднего радиуса закругления микровыступов и возрастание форм-фактора поверхности fi ( E fiU), что, в свою очередь, обеспечивает увеличение автоэмиссионного тока с автоэмиттера. Все это, конечно, справедливо только в случае стационарного токоотбора с поверхности, обладающей большим количеством микровыступов. [48]
 |
Гигантские осцилляции поля Холла в Be. [49] |
Пробой электровакуумного промежутка ( мщ / умный пробой) связан с появлением токового канала, к-рый на нач. В результате бомбардировки электродов и вторичной электронной ixuccuu, ток увеличивается; вследствие теплового разогрева электродов п их я роз и и зажигается вакуумная дуга, к-рая горит в материале паров своих электродов. В сильных полях ( - 10 В / см) инициирующий механизм пробоя, как правило, связан с появлением большого автоэмиссионного тока, а в предельном случае - взрывной электронной эмиссии. [50]
Затем на экран подавался импульс отрицательного напряжения. После этого при прямом напряжении, амплитуда которого была постоянна во время эксперимента, фиксировалось новое значение автоэмиссионного тока и новое автоэмиссионное изображение. На испытываемый образец подавалась серия импульсов прямой и обратной полярности ( амплитуда импульсов обратной полярности увеличивалась на 200 - 400 В на каждый импульс) и при каждом импульсе прямой полярности фиксировалось новое значение автоэмиссионного тока и соответствующее ему автоэмиссионное изображение. [52]
 |
Схема ионизационной манометрической дампы Пеннинга.| Магнетронвый ионизационный манометрический датчик Рэдхеда. [53] |
При попадании на анод электрон может вызвать высвечивание рентгеновского кванта, но вероятность такого события пропорциональна плотности частиц и, следовательно, мала. Таким образом, во всей области рабочих давлений величина вторично-эмиссионного тока остается малой по сравнению с током ионов, а рентгеновский порог манометра вряд ли может быть предсказан. Еще одно потенциальное ограничение рабочего диапазона для магне-тронного манометра Рэдхеда удается преодолеть с помощью дополнительных катодов, экранирующих диски основных катодов от воздействия сильных электрических полей на их периферии. В результате автоэмиссионный ток не дает вклада в ток коллектора ионов, а просто уходит на заземленные вспомогательные катоды. [54]
Во-первых, Cs играет роль проводящих дорожек. При увеличении количества Cs количество проводящих дорожек увеличивается и пороговое напряжение уменьшается. Во-вторых, Cs в а - С пленках играет роль легирующего элемента - типа. Это может уменьшать пороговое электрическое поле и увеличивать автоэмиссионный ток. [55]
Типичное автоэмиссионное изображение автокатода с большой рабочей поверхностью принципиально не отличается от изображений, представленных в данной книге, и поэтому здесь не приводится. При малых расстояниях анод-катод ( 0 5 мм) изображение по форме и размерам повторяет катод. На данном этапе исследований было затруднительно оценить пространственную ( по катоду) стабильность автоэмиссионного тока. [56]
Согласно обзорной работе Дайка и Додана ( 1956), при больших токах автоэмиссии электроны образуют отрицательный пространственный заряд при вершине эмиттирующего выступа, который сдерживает дальнейший экспоненциальный рост тока автоэмиссии при увеличении напряжения. Вследствие этого явления ток медленно достигает значения, при котором вершина катода начинает испаряться при омическом нагреве. Частицы пара ионизируются пучком электронов. Электронный пространственный заряд быстро нейтрализуется более медленными ионами, и в момент исчезновения пространственного заряда автоэмиссионный ток возрастает взрывообразно. Этот процесс самоусиления приводит к пробою. [57]
Основные достижения в изучении физики мощных электронных потоков и их практическом использовании связаны с технической реализацией в последнем десятилетии импульсных наносекундных ускорителей электронов. Рассмотрим основу взрывной эмиссии. Пусть у поверхности металлического острия имеется достаточно сильное электрическое поле. Автоэмиссионный ток вызывает сильный разогрев и взрыв кончика эмиттера. В результате взрыва происходит фазовый переход металла в плазменное состояние и у поверхности эмиттера образуется плазменное облако с высокой концентрацией частиц ( N - 1020 см-3) - так называемый катодный факел. Образование катодного факела приводит к интенсивному испусканию потока электронов. Переход автоэмиссии во взрывную практически безынерционен. [58]
Структура поверхности таких графитов также ( и это естественно) изменяется. Фотографии автоионных изображений образца из графита МПГ-6 на рис. 4.7 иллюстрируют этот процесс. На неформованной поверхности ( рис. 4.7 а) проявляется небольшое количество достаточно высоко возвышающихся структурных образований различного характера: слоистые образования и объемные конгломераты. После прохождения формовки структура поверхности образца приобретает более равномерный вид ( рис. 4.76), хотя еще имеются участки с разным рельефом. В процессе более длительной работы такого катода происходят изменения в микроструктуре, ее перестройка. Однако общий ее характер статистически не изменяется, что подтверждается стабильностью автоэмиссионного тока с таких автокатодов. [59]
В проблеме получения больших автоэмиссионных токов, а, следовательно, и использования автокатодов с большой рабочей площадью, решающую роль играет геометрическая неоднородность микровыступов по рабочей поверхности катода. Однако неизбежно присутствующие при автоэмиссии адсорбция остаточных газов и ионная бомбардировка приводят к неодинаковому изменению радиусов закругления микровыступов или, если следовать терминологии уравнения Фау-лера - Нордгейма, форм-фактора. Это приводит к перегрузке отдельных микровыступов, их взрывному испарению, разряду между катодом и анодом, и, как следствие, к деградации катода. В случае автокатодов из углеродных материалов геометрическую однородность эмиттирующих микровыступов создать практически невозможно. Поэтому основным инструментом, выравнивающим эмиссионные характеристики поверхности автокатода, является формовка, о чем уже неоднократно упоминалось. Однако, как показано выше, простая формовка для автокатодов большой площади не приносит желаемых результатов. Это связано, по-видимому, не только с большой неравномерностью микро -, но и макроповерхности катода, а также с изменениями расстояния анод-катод, которые при их малой величине играют очень большую роль. Такие операции осуществляются с помощью вычислительно-управляющих комплексов на базе ЭВМ путем снятия вольт-амперных характеристик до токов, ббльших первоначального значения для формовки, после чего производится повторная формовка автокатода. После ее окончания вольт-амперная характеристика в области больших токов практически не изменяется ( в координатах Фаулера-Нордгейма), а в области минимальных токов - сдвигается до попадания в требуемый допуск. На основании указанных операций получен [214] автоэмиссионный ток 100 мА в непрерывном режиме с 9 автоэлектронных катодов из пучков углеродных волокон диаметром 70 мкм. [60]
Страницы: 1 2 3 4