Холодный катод

Изобретение относится к области получения углеродных наноструктур, а именно слоев углеродных нанотрубок на металлических подложках, применяемых в качестве холодных катодов (автоэлектронных источников эмиссии). Технический результат - создание простого в изготовлении холодного катода без снижения его эксплуатационных характеристик. Холодный катод содержит слой углеродных нанотрубок и металлическую подложку, которая выполнена пористой, а между металлической подложкой и слоем углеродных нанотрубок содержится слой углеродной сажи. Использование сажи улучшает механический контакт нанотрубок с металлической поверхностью подложки. 3 ил.

 

Изобретение относится к области углеродных наноструктур, а именно слоев углеродных нанотрубок на металлических подложках, применяемых в качестве холодных катодов (автоэлектронных источников эмиссии). Преимуществами холодных катодов по сравнению с другими видами источников свободных электронов являются малая чувствительность к внешней радиации, отсутствие накала, высокая плотность тока автоэмиссии, безыинерционность. Совокупность вышеуказанных свойств обуславливает перспективность использования катодов в различных электронных приборах, таких как электронно-лучевые приборы, плоские дисплейные экраны, катодолюминесцентные источники света и так далее. Холодные катоды могут применяться, например, для инжекции зарядов в объем конденсированных сред при криогенных температурах, что используется для изучения свойств твердого и сверхтекучего гелия, жидкого водорода.

Известен токопроводящий слой углеродных нанотрубок на металлической подложке [Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок на металлических подложках. Патент РФ на изобретение №2471706, опубл. 10.01.2013 г.] - прототип, состоящий из металлической подложки и слоя углеродных нанотрубок, осажденных методом дугового разряда. Основным недостатком конструкции-прототипа является сложность изготовления, т.к. для получения слоя углеродных нанотрубок на металлической подложке требуется устройство, состоящее из двух графитовых электродов, расположенных соосно и перемещаемых навстречу друг другу водоохлаждаемыми штоками, и снабженное скользящими графитовыми токоподводами, выполненными в виде колец, в которых установлены графитовые электроды, электроизолированные от штоков, причем на катоде установлены сменные вставки из электротехнической нелегированной стали, являющиеся подложками для осаждения слоев углеродных нанотрубок, закрепленные графитовыми винтами.

Задачей данного изобретения является создание простого в изготовлении холодного катода без снижения его эксплуатационных характеристик.

Эта задача решается в предлагаемом холодном катоде, содержащем слой углеродных нанотрубок и металлическую подложку, за счет того, что металлическая подложка пористая, а между металлической подложкой и слоем углеродных нанотрубок содержится слой углеродной сажи.

Такой холодный катод может быть изготовлен следующим образом: на пористую поверхность диска из нержавеющей стали механически наносят слой углеродной сажи, а затем сверху равномерно насыпают нанотрубки, которые механически втирают в слой сажи. Полученный холодный катод существенно проще в изготовлении по сравнению с прототипом, так как механическое нанесение слоев сажи и углеродных нанотрубок на металлическую подложку в указанной последовательности возможно непосредственно при комнатной температуре без использования защитных сред и специальных устройств. Использование сажи, как показали эксперименты, улучшает механический контакт нанотрубок с металлической поверхностью подложки. Такие структуры являются токопроводящими.

Фотография рабочей поверхности холодного катода (со стороны слоя нанотрубок), состоящего из пористой металлической подложки, слоя сажи и слоя углеродных нанотрубок, представлена на фиг. 1. На фиг. 2 схематично представлено поперечное сечение холодного катода, где 1 - пористая металлическая подложка; 2 - слой сажи; 3 - слой углеродных нанотрубок. Вольт-амперная характеристика такого холодного катода в сверхтекучем гелии представлена на фиг. 3, кривая 1. Для сравнения на фиг. 3, кривая 2, представлена вольт-амперная характеристика катода-прототипа. Из представленных графиков видно, что эксплуатационные характеристики изделий практически совпадают: напряжения начала эмиссии электронов имеют близкие значения, а максимальные токи эмиссии одинаковы.

Таким образом, полностью решена поставленная задача создания простого в изготовлении холодного катода без снижения его эксплуатационных характеристик.

Холодный катод, содержащий металлическую подложку и слой углеродных нанотрубок, отличающийся тем, что металлическая подложка пористая, а между металлической подложкой и слоем углеродных нанотрубок содержится слой углеродной сажи.



 

Похожие патенты:

Фотокатод // 2569917
Использование конструкции согласно изобретению - это фотокатодные узлы вакуумных высокочувствительных, термо- и радиационно-стойких приемников излучений и приемников изображений для спектрального диапазона 0,19-1,0 мкм.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных катодов для ионно-плазменного синтеза многокомпонентных наноструктурных нитридных покрытий.

Изобретение относится к области электровакуумной техники, в частности к полупроводниковым оптоэлектронным устройствам - фотокатодам, а именно к гетероструктуре для полупрозрачного фотокатода с активным слоем из арсенида галлия, фоточувствительного в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, и может быть использовано при изготовлении фоточувствительного элемента оптоэлектронных устройств: электронно-оптических преобразователей фотоумножителей, используемых в детекторах излучений.

Группа изобретений относится к ядерной технике, а более конкретно - к электрогенерирующим каналам (ЭГК) термоэмиссионной ядерной энергетической установки (ЯЭУ), и может быть использована при разработке и изготовлении эмиттерных оболочек долгоресурсных ЭГК для ЯЭУ с реакторами на тепловых и промежуточных нейтронах.

Изобретение относится к методам изготовления элементов ионно-оптических систем электроракетных двигателей и источников ионов различного назначения, которые, в частности, могут использоваться в составе технологических ионно-плазменных установок.

Изобретение относится к области изготовления электровакуумных приборов, в частности к способу получения интерметаллического антиэмиссионного покрытия Pt3Zr на сеточных электродах генераторных ламп, и может быть использовано для получения интерметаллических антиэмиссионных покрытий на сеточных электродах генераторных ламп.

Фотокатод // 2542334
Изобретение относится к области электронной техники. В фотокатоде, выполненном из высокочистого полупроводника, область, регистрирующая оптическое излучение, выполнена в виде полупроводниковой мембраны с омическим контактом к несущей ее подложке и расположенной над отверстием в ней, на лицевой поверхности полупроводниковой мембраны расположен диэлектрический слой нанометровой толщины и приемный электрод, отделенный от диэлектрического слоя вакуумным промежутком и выполненный в виде пленок из проводящего полупрозрачного для оптического излучения материала и люминофора, последовательно нанесенных на прозрачную для света подложку.

Изобретение относится к области электронной техники. Вакуумный диод для получения сильноточных электронных пучков большого сечения для возбуждения мощных газовых лазеров, решения задач радиационной технологии, плазмохимии, защиты окружающей среды.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологии получения композиционных катодов для ионно-плазменного напыления многокомпонентных наноструктурных покрытий.

Изобретение относится к технологии изготовления эмиттеров электронов с пониженной работой выхода, может использоваться в диоде для выпрямителей переменного тока в постоянный при высоких температурах окружающей среды.

Изобретение относится к автодорожной отрасли, к получению асфальтобетона с улучшенными физико-механическими свойствами для дорожного покрытия с использованием вяжущего на основе битума марки БНД с применением модифицирующей добавки.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способам внесения представляющей интерес нуклеиновой кислоты в растительную клетку, имеющую клеточную стенку.

Изобретение относится к косметической промышленности, а в частности к косметическому трансдермальному липосомальному наносредству. Косметическое трансдермальное липосомальное наносредство, содержащее в качестве активного ингредиента тетрагидрокуркумин, растворенный в этоксидигликоле, турмерон, лецитин, ЕО-РО блок-сополимер, консервант, воду при определенном содержании компонентов.

Изобретение относится к способам получения твердых гидрофобных покрытий с низким показателем преломления и широкой областью пропускания на основе фторсодержащих полиорганосилоксанов.

Изобретение относится к электродной и химической промышленности и может быть использовано при изготовлении электродов, магнитных сенсоров, катализаторов. Композитный материал системы углерод-никель получают путем нанесения металлического активного компонента в виде раствора азида никеля на пористую углеродную основу, пропитки её пор на весь объём с последующим восстановлением гидразингидратом до металлического наноразмерного никеля в сильнощелочной среде при рН ≥12 и температуре 90-100°С.

Изобретение относится к нанотехнологиям и может быть использовано в области разработки материалов на основе алмаза для магнитометрии, квантовой оптики, биомедицины, а также в информационных технологиях, основанных на квантовых свойствах спинов и одиночных фотонов.

Изобретение относится к химической технологии целлюлозных материалов и касается целлюлозных нанофиламентов и способа их получения. Нанофиламенты являются тонкими филаментами с шириной микронного интервала, длиной до 2 мм и выполнены из натуральных волокон из древесины и других растений.

Фотокатод // 2569917
Использование конструкции согласно изобретению - это фотокатодные узлы вакуумных высокочувствительных, термо- и радиационно-стойких приемников излучений и приемников изображений для спектрального диапазона 0,19-1,0 мкм.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском, промышленном и дорожном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.

Изобретение относится к области фотогальванических устройств, в частности тонкопленочных композитных материалов, пригодных для изготовления гибких высокоэффективных преобразователей солнечной энергии, и касается нанокристаллических слоев на основе диоксида титана с низкой температурой отжига для применения в сенсибилизированных красителем солнечных элементах и способов их получения.
Изобретение относится к области электронной техники. Технический результат - расширение в длинноволновую область диапазона спектральной чувствительности к электромагнитному излучению, повышение токовой чувствительности и квантовой эффективности. Фотоэлектронный умножитель представляет собой гибридную сборку многоэлементного устройства в составе входного оптического окна, алмазного фотокатода, динодов и анода. Пленка многощелочного фотокатода наноразмерной толщины расположена на выходной поверхности оптического окна, поверхность алмазного фотокатода нано(микро)структурирована и слабо легирована акцепторами, поверхность динодов нано(микро)структурирована и покрыта алмазной пленкой, слабо легированной акцепторами.

Изобретение относится к области получения углеродных наноструктур, а именно слоев углеродных нанотрубок на металлических подложках, применяемых в качестве холодных катодов. Технический результат - создание простого в изготовлении холодного катода без снижения его эксплуатационных характеристик. Холодный катод содержит слой углеродных нанотрубок и металлическую подложку, которая выполнена пористой, а между металлической подложкой и слоем углеродных нанотрубок содержится слой углеродной сажи. Использование сажи улучшает механический контакт нанотрубок с металлической поверхностью подложки. 3 ил.

Наверх