Способ изготовления многоострийного автоэмиссионного катода из углеродного материала на криволинейной поверхности

Изобретение относится к электронной технике, в частности к изготовлению углеродных многоострийных автоэмиссионных катодов, используемых в электровакуумных приборах с микросекундным временем готовности. Технический результат - увеличение плотности тока в сечении пучка и ламинарности электронного пучка в 10 и более раз по сравнению с плотностью тока непосредственно на поверхности автоэмиссионного катода. C помощью лазерного излучения на криволинейной поверхности катодного диска формируется матрица микроострий, где перемещение фокуса лазерного луча по поверхности катодного диска в процессе гравировки осуществляется за счет вращения катодного диска вокруг центра кривизны его поверхности, то есть фокус лазерного луча в процессе гравировки всегда находится на криволинейной поверхности катодного диска, а оптическая ось лазерного луча совпадает с радиусом кривизны поверхности диска в любой ее точке. При этом формируются конусообразные микроострия, оси симметрии каждого из которых направлены по радиусу кривизны поверхности. Способ изготовления многоострийного катода из углеродного материала позволяет создать электронную пушку для СВЧ усилителей O-типа (ЛБВО, клистроны и др.) с холодным катодом, микросекундным временем готовности, повышенным на 4÷5% КПД и сроком эксплуатации приборов более 150000 часов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способу изготовления углеродных многоострийных автоэмиссионных катодов, используемых в электровакуумных приборах с микросекундным временем готовности.

Существует способ формирования многоострийного автоэмиссионного катода на плоской подложке, с использованием тонкопленочной технологии, фотолитографии, термохимического травления и группового заострения микроострий в низкотемпературной кислородной плазме (Патент РФ №2486625, МПК H01J 1/30, опубл. 27.06.2013 г.). Недостатком данного способа является то, что применяемая технология формирует микроострия исключительно на плоской поверхности катодного диска. Автоэмиссионные катоды, изготовленные по данному способу, не позволяют осуществить компрессию электронного пучка без нарушения его ламинарности. Кроме того, множественные технологии, применяемые в способе, усложняют и удлиняют процесс изготовления катода.

Способ изготовления АЭК (Заявка на изобретение РФ №2002126716, МПК H01J 1/304, опубл. 27.04.2004 г.) основан на формировании эмиттеров на заготовке катодного диска из терморасширенного катода путем воздействия на отдельные участки диска локальным лазерным импульсным излучением по заданной компьютером программе, обеспечивающей формирование микроострий с заданной топологией их размещения. Под действием лазерного излучения происходит образование углублений в форме кратеров с острыми вертикальными кромками. До воздействия лазерного излучения пластина легируется щелочноземельными металлами. Недостатком описанного способа является применение легирования при изготовлении эмиттеров, что усложняет технологию изготовления, привносит нежелательные примеси и затрудняет промышленное освоение автоэмиссионных катодов. Кроме того, катод из терморасширенного (или гибкого) графита преимущественно рассчитан на применение в приборах с малым током эмиссии и низкой плотностью токоотбора. К недостаткам данного способа, как и в предыдущих описанных способах, относится и то, что эмиттеры выполнены на плоской поверхности катодного диска.

Способ изготовления автоэмиссионного катода (патент РФ №2526240, МПК H01J 1/30, H01J 9/02, опубл. 20.08.14 г.) основан на нанесении эмитирующей структуры на поверхность эмиттеров катода методом лазерной микрогравировки с образованием поля микроострий пирамидальной формы с последующей вырезкой основания катода сфокусированным лазерным излучением и лазерной очисткой эмитирующих структур. К недостаткам данного способа относится то, что эмиттеры выполнены на плоской поверхности катодного диска.

Задачей изобретения является получение автоэмиссионного катода, который позволяет за счет компрессии электронного пучка по площади сечения пучка повысить плотность тока электронного пучка, формируемого электронной пушкой с таким катодом.

Решение данной задачи достигается тем, что способ изготовления включает в себя:

1) формирование на рабочей поверхности катодного диска криволинейной поверхности (например, сферической - для формирования аксиально-симметричного электронного пучка, либо цилиндрической - для формирования сходящегося ленточного электронного пучка);

2) формирование на криволинейной поверхности катодного диска поля конусообразных микроострий, оси симметрии каждого из которых направлены по радиусу кривизны поверхности.

Для обеспечения идентичности по форме и размерам формируемых на криволинейной поверхности микроострий фокус луча лазера в процессе микроразмерной лазерной гравировки всегда находится на криволинейной поверхности катодного диска в любой его точке.

Для выполнения данного принципиального условия оптическая ось лазерного луча совпадает с радиусом кривизны поверхности катодного диска в любой его точке, а перемещение фокуса лазерного луча по криволинейной поверхности катодного диска осуществляется путем перемещения катодного диска вокруг центра его кривизны.

Способы формирования поля микроострий для сферического и цилиндрического катодных дисков осуществляется следующим образом.

A. Для сферических катодных дисков (Фиг. 1)

Монолитную пластину стеклоуглерода разделяют на заготовки катодного диска 1 со стороной требуемого размера (например, на квадраты со стороной a=5 мм). На поверхности каждой из заготовок катодного диска 1 фрезеруют полость в виде вогнутой сферической поверхности 2 с требуемым радиусом кривизны Rкр (например, 50 мм) с центром кривизны O, лежащим в плоскости, перпендикулярной плоскости заготовки, и радиусом среза 0,5a (2,5 мм) с центром окружности O′, лежащим в центре заготовки.

Далее проводят лазерную гравировку поверхности катода твердотельным YAG-лазером с длиной волны 1,06 мкм с параметрами: мощность 10-20 Вт, частота следования импульсов 1-10 кГц. При этом заготовка катодного диска 1 осуществляет качание по дуге относительно центра кривизны O с последовательным круговым смещением по окружности относительно центра O′ на угол , где d - диаметр основания острия 3 (~20 мкм). Каждое смещение на угол α в плоскости заготовки катодного диска 1 происходит после однократного прохождения дуги сферической поверхности 2 относительно центра O. При этом в момент прохождения центра вогнутой сферы с радиусом 0,5a подача излучения лазера прерывается на время t=d/v, где d - диаметр основания острия, v - скорость перемещения заготовки.

Начальной точкой при качании относительно центра О принимается внешний край заготовки катодного диска 1; конечной - противоположный край по диаметру а вогнутой сферы заготовки. Линейная скорость качания вокруг центра О составляет 3 м/с. В результате гравировки на криволинейной поверхности формируются микроострия 3 конусообразной формы высотой 20 мкм, радиусом кривизны острия rкр=1 мкм и плотностью упаковки 5×105÷106 см-2. На поверхности каждого микроострия 3 при этом формируется самоорганизующаяся система наноострий.

В. Для цилиндрических катодных дисков (Фиг. 2)

Монолитную пластину стеклоуглерода разделяют на заготовки катодного диска 1 со сторонами требуемого размера (например, на прямоугольники со сторонами b=5 мм и c=10 мм). На поверхности каждой из заготовок катодного диска фрезеруют полость в виде вогнутой цилиндрической поверхности 2 с требуемым радиусом кривизны Rкр (например, 50 мм), длиной хорды среза b (5 мм).

Далее проводят микроразмерную лазерную гравировку поверхности катода твердотельным YAG-лазером с длиной волны 1,06 мкм с параметрами: мощность 10-20 Вт, частота следования импульсов 1-10 кГц. При этом заготовка катодного диска 1 осуществляет качание по дуге относительно центра кривизны O с последовательным линейным смещением вдоль стороны c с шагом D. Каждое линейное смещение в плоскости заготовки катодного диска 1 с шагом D (~20 мкм) происходит после однократного прохождения дуги цилиндрической поверхности относительно центра O.

Начальной точкой при качании относительно центра O принимается внешний край заготовки катодного диска; конечной - противоположный край по длине хорды среза b вогнутой цилиндрической поверхности 2 заготовки. Линейная скорость качания вокруг центра О составляет 3 м/с. На поверхности каждого микроострия 3 при этом формируется самоорганизующаяся система наноострий.

Полученная структура представляет собой поле микроострий 3 конусообразной формы с размерами основания одного острия от 10×10 мкм и высотой от 15 мкм, плотность упаковки микроострийной эмитирующей структуры составила порядка 5×105-1×106 см-2. В дальнейшем эмитирующая структура катода подвергается катодно-плазменному заострению в среде кислорода (Патент РФ №2486625, МПК H01J 1/30, опубл. 27.06.2013 г.).

Полученный таким способом автоэмиссионный катод из углеродного материала с криволинейной эмитирующей поверхностью за счет компрессии электронного пучка по площади позволяет увеличить плотность тока в сечении пучка и ламинарность электронного пучка в 10 и более раз по сравнению с плотностью тока непосредственно на поверхности автоэмиссионного катода. Такая конструкция АЭК позволяет изготовить вакуумные СВЧ приборы с микросекундным временем готовности (ЛБВО, клистроны и др.) с холодным (безнакальным) катодом, что позволяет увеличить их КПД на 4-5% и повысить их долговечность (более 150000 часов).

Способ формирования поля микроострий на криволинейной поверхности методом микроразмерной лазерной гравировки позволит существенно упростить технологию их изготовления, отказавшись от многоэтапной технологической цепочки, характерной для тонкопленочной технологии. Отпадает необходимость в использовании дорогостоящего оборудования для осаждения тонких пленок, фотолитографии и т.д. Время изготовления единичного образца АЭК сокращается в 10-12 раз.

Источники информации

1. Патент РФ №2486625, МПК H01J 1/30, опубл. 27.06.2013 г.

2. Заявка на изобретение РФ №2002126716, МПК H01J 1/304, опубл. 27.04.2004 г.

3. Патент РФ №2526240, МПК H01J 1/30, H01J 9/02, опубл. 20.08.14 г.

1. Способ изготовления многоострийного автоэмиссионного катода из углеродного материала, включающий формирование криволинейной поверхности катодного диска и дальнейшее формирование на этой поверхности матрицы микроострий путем микроразмерной лазерной гравировки, отличающийся тем, что в процессе гравировки перемещение фокуса луча лазера по поверхности осуществляется за счет перемещения катодного диска вокруг центра его кривизны, то есть фокус лазерного луча в процессе гравировки всегда находится на криволинейной поверхности катодного диска, а оптическая ось лазерного луча совпадает с радиусом кривизны поверхности диска в любой ее точке.

2. Способ изготовления многоострийного автоэмиссионного катода из углеродного материала по п. 1, отличающийся тем, что формируются конусообразные микроострия, оси симметрии каждого из которых направлены по радиусу кривизны поверхности



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к структурам для автоэмиттеров. Изобретение обеспечивает значительное увеличение рабочих токов автокатода, повышение стойкости устройств к деградации и увеличение их рабочего ресурса.

Изобретение относится к фотокатодным узлам вакуумных высокочувствительных, термо- и радиационно-стойких приемников излучений и приемников изображений для спектрального диапазона 0,19-0,45 мкм.

Изобретение относится к области получения углеродных наноструктур, а именно слоев углеродных нанотрубок на металлических подложках, применяемых в качестве холодных катодов (автоэлектронных источников эмиссии).

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 электронной технике и может быть использовано в электровакуумных приборах, в частности в магнетронах непрерывного или импульсного действия, работающих в широком диапазоне длин волн. Технический результат - повышение стабильности и воспроизводимости электрических параметров магнетрона за счет использования в нем прессованного оксидно-никелевого катода, обладающего высокой равномерностью плотности тока эмиссии и устойчивостью к деградирующему воздействию ионной и электронной бомбардировок. В магнетроне, содержащем анод и концентрически размещенный внутри него оксидно-никелевый катод, изготовленный путем совместного прессования смеси порошков никеля и эмиссионно-активного вещества, спекания прессовки в среде осушенного водорода при температуре 1000÷1200°С в течение 15-30 мин, в качестве эмиссионно-активного вещества используются агломераты никеля со слоем тройного карбоната, представляющие собой частицы никелевого порошка, равномерно покрытые слоем тройного карбоната бария-кальция-стронция толщиной до 20 мкм. Составляющие исходную рабочую смесь для прессования катода порошки никеля и указанных агломератов никеля со слоем тройного карбоната имеют одинаковый гранулометрический состав. Эмиссионные, тепловые и механические свойства катода могут управляться варьированием зернового состава формообразующего металла и эмиссионно-активного вещества, а также регулированием концентрации этих компонентов в рабочей смеси. Существенно снижена трудоемкость изготовления катода, исключены операции, связанные с применением токсичных, химически активных и взрывоопасных соединений. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электронной техники. Способ изготовления эмиссионно-активного сплава катода для электровакуумных приборов СВЧ включает приготовление исходных компонентов сплава заданного соотношения на основе, по меньшей мере, двух компонентов, при этом одного из них - тугоплавкого металла, другого - щелочноземельного металла, соединение исходных компонентов сплава катода в инертной газовой среде посредством высокотемпературного плавления и последующей кристаллизации с обеспечением формирования заготовки сплава катода, при этом, по меньшей мере, двукратного повторения упомянутой технологической операции, обработку заготовки сплава катода с обеспечением ее заданного размера и формы. Исходные компоненты сплава катода приготавливают в виде бинарного сплава, состоящего из каждого из двух упомянутых компонентов сплава катода, при этом компонент щелочноземельного металла берут в виде интерметаллического соединения тугоплавкого и щелочноземельного металлов при их стехиометрическом соотношении 5:1, повторение упомянутой операции соединения исходных компонентов сплава катода осуществляют двукратно, при этом в первый раз при избыточном давлении инертной газовой среды (1,1-1,2)×105 Па, во второй раз при пониженном давлении инертной газовой среды не более 5,0×104 Па и при изменении расположения заготовки сплава катода на 180 градусов относительно ее первоначального технологического расположения, а обработку заготовки сплава катода осуществляют посредством ее прокатки, при этом в два этапа, на первом - при температуре 1250-1350°С, с шагом прокатки 0,2-0,3 мм, при изменении после каждого шага прокатки направления заготовки сплава катода на 90 градусов с последующим отжигом в вакууме, при температуре не менее 1000°С, в течение 1-1,5 ч, при давлении остаточных газов не более 1,33×102 Па, на втором - при комнатной температуре, с шагом прокатки не более 0,1 мм до степени деформации заготовки сплава катода 60-70%, далее с шагом прокатки не более 0,05 мм. Технический результат - повышение плотности и стабильности эмиссионного тока, повышение коэффициента вторичной электронной эмиссии, снижение себестоимости, повышение срока службы катода. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при изготовлении газоразрядных приборов, в частности холодных катодов моноблочных газовых лазеров. Способ создания анодной окисной пленки холодного катода газового лазера в тлеющем разряде постоянного тока, включающий сборку технологического прибора, установку холодного катода газового лазера и составного анода в конструкцию, напайку на вакуумный пост, проверку на вакуумную плотность, откачку до высокого вакуума, наполнение газом, зажигание тлеющего разряда постоянного тока между рабочей частью составного анода и холодным катодом, ионное травление и анодное окисление холодного катода, тренировку и стабилизацию рабочих свойств холодного катода, отличающийся тем, что после высоковакуумной откачки технологический прибор наполняют газообразным кислородом, проводят очистку рабочей поверхности холодного катода газового лазера в тлеющем разряде кислорода посредством зажигания и поддержания тлеющего разряда между холодным катодом, находящимся под отрицательным потенциалом напряжения постоянного тока, и составным анодом, после высоковакуумной откачки технологического прибора его наполняют инертным газом с массовым числом не менее 20, проводят ионную очистку рабочей поверхности холодного катода газового лазера в тлеющем разряде инертного газа с массовым числом не менее 20 посредством зажигания и поддержания тлеющего разряда между холодным катодом, находящимся под отрицательным потенциалом напряжения постоянного тока, и составным анодом, после высоковакуумной откачки наполняют технологический прибор газообразным кислородом до давления, превышающего давление наполнения кислородом на этапе очистки рабочей поверхности холодного катода, проводят очистку рабочей поверхности холодного катода газового лазера в тлеющем разряде кислорода посредством зажигания и поддержания тлеющего разряда между катодом, находящимся под отрицательным потенциалом напряжения постоянного тока, и составным анодом, после высоковакуумной откачки наполняют технологический прибор газообразным кислородом, изменяют полярности напряжения, подаваемого на холодный катод газового лазера и составной анод, на противоположные, проводят анодное окисление рабочей поверхности холодного катода газового лазера в тлеющем разряде кислорода посредством зажигания и поддержания тлеющего разряда между катодом, находящимся под положительным потенциалом напряжения постоянного тока, и составным анодом, изменяют полярности напряжения, подаваемого на холодный катод газового лазера и технологический анод, на противоположные, проводят измерение величины напряжения горения в тлеющем разряде газообразного кислорода между катодом, находящимся под отрицательным потенциалом напряжения постоянного тока, и составным анодом при выбранном для измерения напряжения токе разряда в течение минимального времени, достаточного для проведения измерения, после этого меняют полярности напряжения, подаваемого на холодный катод газового лазера и составной анод, на противоположные, прекращают анодное окисление рабочей поверхности холодного катода газового лазера, находящегося под положительным потенциалом в тлеющем разряде кислорода, сразу после того, когда во время измерения напряжения горения при смене полярности величина напряжения горения между холодным катодом, находящимся под отрицательным потенциалом, и технологическим анодом, стабилизируется или пройдет минимум при величине тока разряда, выбранной для измерения напряжения, причем величину тока тлеющих разрядов на всех этапах обработки устанавливают не ниже величины рабочего тока газового лазера, а величину давления газового наполнения технологического прибора на любом этапе обработки устанавливают не выше половины величины давления рабочего наполнения газового лазера. Технический результат - создание оптимальной по толщине анодной окисной пленки на рабочей поверхности холодного катода газового лазера в составе технологического прибора в тлеющем разряде постоянного тока, гарантирующей стабильно повторяемые и пониженные на 10-20% значения напряжения горения и зажигания газового разряда с холодным катодом, повышенную стойкость холодного катода к распылению в условиях тлеющего разряда и увеличенный не менее чем в 2 раза ресурс его работы в газовом лазере. 3 ил., 2 табл.

Изобретение предназначено для осветительной техники и медицины. Преобразующий длину волны материал включает соединение формулы (Y1-w-x-y-zScwLaxGdyLuz)2-a(SO4)3:Mea, где Me - трехвалентный катион или смесь трехвалентных катионов, способных испускать УФ-C излучение, например, Pr3+, Nd3+ и Bi3+; каждый из w, x, y и z находится в диапазоне от 0,0 до 1,0; w+x+y+z≤1,0; 0,0005≤a≤0,2. Указанный материал получают реакцией оксида Y, Lu, Sc, La или Gd с сульфатом или оксидом трехвалентного катиона в среде, содержащей серную кислоту, которую затем удаляют. Полученный материал используют в преобразующих длину волны экранах или покрытиях, осветительных или медицинских устройствах, системах ультрафиолетового освещения, стерилизации, дезинфекции или очистки. Осветительное устройство представляет собой разрядную лампу, включающую разрядный сосуд, содержащий газ, в состав которого входит один и более из Ar, Kr, Xe, F2, Cl2, Br2 и I2, причем по меньшей мере часть стенки разрядного сосуда снабжена указанным материалом. Медицинское устройство представляет собой фототерапевтическое устройство или устройство косметической обработки. Полученный материал термостабилен, обладает высоким квантовым выходом. Способ получения данного материала прост и использует доступные исходные материалы. 9 н. и 6 з.п. ф-лы, 16 ил., 6 пр.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции катодно-сеточных узлов (КСУ) с автоэмиссионными катодами из углеродного материала для вакуумных электронных приборов с микросекундным временем готовности. Технический результат - уменьшение разброса углов наклона электронных траекторий в плоскости вытягивающей сетки КСУ и уменьшение оседания тока катода на перемычки вытягивающей сетки. Катодно-сеточный узел включает автоэмиссионный катод из монолитного углеродного материала с матрицей микроострий на его рабочей поверхности, формирующую и вытягивающую сетки, разделенные слоем диэлектрика и образующие ячейки “сэндвич-сетки” над матрицей микроострий. Формирующая сетка частично погружена в тело катода, а высота выступающей части формирующей сетки - над поверхностью микроострий h, диаметры отверстий ячеек “сэндвич-сетки” d и полная высота “сэндвич-сетки” Н, включающая высоту выступающей части h формирующей сетки, толщину пленок диэлектрика и вытягивающей сетки, связаны соотношениями h<d/5, d≈2×H. 3 ил.

Фотоумножитель может быть использован для регистрации слабых световых сигналов в исследованиях по физике высоких энергий, ядерной физике, в других различных технических приложениях, в том числе и для наблюдения крайне слабых световых сигналов. Конструкция фотоумножителя состоит из цилиндрического стеклянного корпуса, на внутренней поверхности которого сформован фотокатод. Реально диаметр корпуса может превышать 100 мм. Вдоль фотокатода напылен распределенный делитель напряжения в виде полоскового резистора. Динодная система располагается в конце стеклянного корпуса и состоит из 12 динодов типа жалюзи и одного плоского динода. Перед каждым динодом установлена сетка, привариваемая к нему точечной сваркой. Фотоумножитель работает следующим образом. При засветке фотокатода, выбитые из него фотоэлектроны ускоряются в направлении динодной системы жалюзийного типа обеспечивающей необходимый коэффициент усиления. Вторичные электроны, выбитые из последнего, плоского динода, собираются на сеточном диноде. На фиг. 4 показан прототип счетчика портального детектора со встроенным в объем сцинтиллятора одним из действующих прототипов предлагаемого фотоумножителя. Технический результат - повышение чувствительности фотоумножителя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении изделий светоиндикаторной техники и эмиссионной электроники на основе автоэлектронной эмиссии углеродных структур. Синтез материала эмиттера автоэмиссионного катода осуществляют в плазме микроволнового газового разряда из паров углеродосодержащих веществ, например этанола. Образующийся композиционный материал представляет собой графитовую матрицу с включениями наноалмазных кристаллитов. Автоэмиссионный катод изготавливают в виде слоистой структуры с периодически встроенными наноалмазографитовыми пленочными структурами на тонких теплопроводящих диэлектрических подложках, а автоэмиссионный токоотбор осуществляют с торца слоистого автокатода. Изготовление автоэмиссионного катода осуществляется по технологии, совместимой с технологией производства кремниевых интегральных схем. Технический результат - повышение механической и электрической прочности, плотности автоэмиссионных токов и деградационной стойкости при работе с повышенными напряжениями.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к способу изготовления катодно-сеточных узлов (КСУ) с холодными катодами из углеродного материала для вакуумных электронных приборов. Технический результат - повышение равномерности автоэлектронной эмиссии в ячейках КСУ по всей поверхности катода и обеспечение надежного крепления „сэндвич-сетки" и катода. Способ изготовления катодно-сеточного узла с углеродным автоэмиссионным катодом включает формирование на рабочей поверхности катода матрицы микроострий, изготовление „сэндвич-сетки" со сквозными отверстиями, состоящей из формирующей и вытягивающей сеток, разделенных слоем диэлектрика, и закрепление „сэндвич-сетки" на поверхности катода. В качестве материала перемычек формирующей сетки использован металл переходной группы, что позволило осуществить соединение катода и „сэндвич-сетки" частичным погружением перемычек формирующей сетки в тело катода методом термохимического травления. Тем самым обеспечивается одинаковое расстояние от вершин микроострий до вытягивающей сетки во всех ячейках КСУ и, как следствие, равномерность автоэлектронной эмиссии в ячейках КСУ по всей поверхности катода. 2 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления холодных катодов гелий-неоновых лазеров и может быть использовано в газоразрядной технике и микроэлектронике. Способ включает в себя нагрев заготовок катода из алюминия в вакууме не ниже 10-5 мм рт.ст. и последующее термическое окисление ее поверхности, отличающийся тем, что заготовку катода из химически чистого алюминия нагревают в кислороде со скоростью 200°C/час до температуры, равной 300-350°C, выдерживают при данной температуре в течение 1,5 часа и затем охлаждают до комнатной температуры с той же скоростью. Указанный режим термического окисления обеспечивает получение приемлемой толщины окисного покрытия при минимально возможном количестве сквозных пор. Повышение срока службы холодного катода гелий-неонового лазера является техническим результатом изобретения. 1 ил.

Изобретение относится к приборам вакуумной и твердотельной электроники, в частности к автоэмиссионным элементам на основе углеродных нанотрубок (УНТ), используемых в качестве катодов: к диодам, к триодам и к устройствам на их основе. Технический результат - повышение тока автоэмиссии и временной стабильности этой величины, уменьшение рабочих напряжений в приборах вакуумной микроэлектроники на основе углеродных нанотрубок и продление их срока службы. Автоэмиссионный элемент с катодами на основе углеродных нанотрубок включает полупроводниковую подложку, на поверхности которой сформирован изолирующий слой, катодный узел, расположенный над изолирующим слоем, состоящий из токоведущего и контактного слоев и углеродных нанотрубок (УНТ), расположенных на поверхности контактного слоя, опорно-фокусирующую систему, состоящую из первого диэлектрического, затворного электропроводящего и второго диэлектрического слоев, расположенную на верхней поверхности катодного узла и содержащую сквозную полость, анодный токоведущий слой, расположенный на внешней поверхности второго диэлектрического слоя опорно-фокусирующей системы, в котором сформированы сквозные технологические отверстия. Углеродные нанотрубки расположены параллельно поверхности полупроводниковой подложки, на поверхность углеродных нанотрубок нанесен слой оксида гафния, снижающий работу выхода электронов с поверхности УНТ и защищающий поверхность эмитирующих УНТ от воздействия внешних факторов, снижения величины контактного сопротивления нанотрубка-подложка при отжиге сформированной структуры автоэмиссионного элемента. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к изготовлению углеродных многоострийных автоэмиссионных катодов, используемых в электровакуумных приборах с микросекундным временем готовности. Технический результат - увеличение плотности тока в сечении пучка и ламинарности электронного пучка в 10 и более раз по сравнению с плотностью тока непосредственно на поверхности автоэмиссионного катода. C помощью лазерного излучения на криволинейной поверхности катодного диска формируется матрица микроострий, где перемещение фокуса лазерного луча по поверхности катодного диска в процессе гравировки осуществляется за счет вращения катодного диска вокруг центра кривизны его поверхности, то есть фокус лазерного луча в процессе гравировки всегда находится на криволинейной поверхности катодного диска, а оптическая ось лазерного луча совпадает с радиусом кривизны поверхности диска в любой ее точке. При этом формируются конусообразные микроострия, оси симметрии каждого из которых направлены по радиусу кривизны поверхности. Способ изготовления многоострийного катода из углеродного материала позволяет создать электронную пушку для СВЧ усилителей O-типа с холодным катодом, микросекундным временем готовности, повышенным на 4÷5 КПД и сроком эксплуатации приборов более 150000 часов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх