Spindt型場發(fā)射陰極陣列中過渡和保護(hù)層的研究.pdf

1、Spindt型場發(fā)射陰極具有工作溫度低、可控制性強(qiáng)、發(fā)射電流大、響應(yīng)時間短等優(yōu)勢，擁有廣闊的應(yīng)用前景，但場發(fā)射陰極陣列在制備過程中容易產(chǎn)生陰極微尖不均勻，甚至微尖脫落等問題，導(dǎo)致發(fā)射電流不均勻，性能不穩(wěn)定。為了使場發(fā)射陰極陣列工作更穩(wěn)定，性能更好，本論文在傳統(tǒng)Spindt型場發(fā)射陰極的模型上，加入了非晶硅電阻層和鉬過渡層，并采用六硼化鑭作為發(fā)射層。利用非晶硅的高阻值特性限制異常發(fā)射的微尖，起到保護(hù)整個場發(fā)射陰極陣列的作用；利用鉬和非晶硅

2、、六硼化鑭相近的熱膨脹系數(shù)，提高整個發(fā)射體形貌的穩(wěn)定性，并起到降低發(fā)射層受到的熱應(yīng)力的作用；利用LaB6的低逸出功和強(qiáng)抗離子轟擊能力，增強(qiáng)陰極發(fā)射能力。本論文的主要工作有：
　　第一，利用有限元分析軟件ANSYS14.0模擬分析Spindt型場發(fā)射復(fù)合陰極中各層不同厚度對溫度場和應(yīng)力場的影響，由模擬結(jié)果可知，當(dāng)場發(fā)射復(fù)合陰極結(jié)構(gòu)中存在過渡層時可以減緩發(fā)射層的熱應(yīng)力，在此基礎(chǔ)上得到最佳的模擬參數(shù)，即非晶硅電阻層的厚度為72nm，鉬過

3、渡層為200nm，發(fā)射層為728nm。
　　第二，根據(jù)模擬仿真結(jié)果，采用電子束蒸發(fā)法制備了不同功率和基底溫度下的非晶硅薄膜，通過SEM分析、XRD分析和電學(xué)性能測試等，得到最佳的非晶硅薄膜制備參數(shù)：蒸發(fā)功率107W，基底溫度200℃。
　　第三，采用電子束蒸發(fā)法制備了不同功率和基底溫度下的鉬薄膜，通過SEM分析、XRD分析和四探針電學(xué)性能測試等，得到最佳的鉬薄膜的制備參數(shù)為：蒸發(fā)功率312W，基底溫度200℃。
　　第