Способ и устройство определения температурных характеристик антиэмиссионных материалов

Изобретение относится к электронной промышленности, области тонкопленочных технологий, нанесения и контроля пленочных покрытий с заданными характеристиками для эмиссионной электроники. Технический результат - повышение достоверности и информативности измерений. Определяется содержание атомов активной компоненты катода прибора, в котором используется антиэмиссионный материал, на поверхности антиэмиссионного материала в одном внешнем моноатомном слое, и определяется температурный диапазон, в котором активная компонента на поверхности антиэмиссионного материала отсутствует или уменьшается до предела ниже допускаемого. Способ и устройство для его реализации позволяют определять температурный диапазон по уровню нижней границы температуры и одновременно определять состав атомов внешнего монослоя поверхности, ответственного за эмиссионные свойства поверхности. Знание состава позволяет устранять все другие побочные эффекты, связанные с составом, влияющие на эмиссионные свойства, и обеспечивает большую информативность и достоверность результатов в сравнении с прототипом. Существенным образом сокращается время определения температурного диапазона работы антиэмиттера. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электронной промышленности, области тонкопленочных технологий, нанесения и контроля пленочных покрытий с заданными характеристиками для эмиссионной электроники.

Известен способ определения эмиссионных и антиэмиссионных характеристик пленочных покрытий, заключающийся в измерении эмиссионных характеристик пленочных покрытий электродов в электронных и газоразрядных приборах [1, 2].

Известный способ используется в технологии производства изделий электронной техники непосредственно в процессе производства приборов, реализуется измерениями термотоков сеток и управляющих электродов на конкретных электронных приборах и заключается в измерении величины эмиссионного тока с электрода, допустимая величина которого для каждого электрода и каждого прибора задается исходя из требований к прибору в целом. Недостатком известного способа является необходимость проведения исследований для определения предельных эмиссионных токов в каждой конструкции в отдельности, что обусловливает большую трудоемкость разработки приборов, а также контроля эмиссионных характеристик при производстве приборов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ определения температурных характеристик антиэмиссионных материалов, заключающийся в направлении потока продуктов испарения катода электронного прибора на поверхность антиэмиссионного материала и в измерении эмиссионных характеристик поверхности пленочного материала при различных температурах антиэмиссионного покрытия [3].

Известный способ осуществляется измерением эмиссионного тока с поверхности антиэмиссионного покрытия (пленки) при нагреве материала и определением эмиссионных характеристик - работы выхода еφ и эмиссионной постоянной А. Эти величины позволяют определять эмиссионные токи в зависимости от эмиттирующей площади, температуры поверхности и других факторов.

Известное устройство для реализации известного способа определения температурных характеристик антиэмиссионных материалов содержит вакуумную камеру с вакуумными насосами, размещенные в камере держатель, антиэмиттер, расположенный на держателе, нагреватель держателя, источник напыления атомов продуктов испарений термокатода и коллектор заряженных частиц, размещенные вне вакуумной камеры блок питания источника напыления атомов, блок питания нагревателя.

Суть работы антиэмиссионных материалов заключается в предотвращении паразитных термо-, фото- и вторичных эмиссионных токов с поверхности электродов, в частности с управляющих сеток в рабочем режиме электронного прибора. Это обеспечивается большой работой выхода поверхности для условий рабочего режима электронного прибора. Исходно, при работе электронного прибора с пленочным термокатодом, с поверхности последнего происходит непрерывное испарение атомов активного материала (бария, цезия, тория, осмия) и адсорбция их на поверхности окружающих электродов, например, управляющей сетки. Это снижает работу выхода поверхности электродов и увеличивает паразитные термотоки с них на порядки за пределы допустимых значений.

Измерив температурные зависимости эмиссионных свойств применяемых электродных материалов, можно подобрать материал для условий работы конкретного прибора. Эмиссионные свойства однокомпонентных массивных материалов измерены. Однако ряд материалов с хорошими антиэмиссионными свойствами ограничен по числу, а сами материалы не удовлетворяют конструкционным требованиям. Поэтому антиэмиссионные свойства обеспечиваются пленочными покрытиями, свойства которых необходимо измерять при создании материала с антиэмиссионным покрытием.

Недостатком известных способа и устройства является малая достоверность и информативность результатов измерений.

Технический результат направлен на повышение достоверности и информативности измерений.

Технический результат с использованием предлагаемого способа достигается тем, что в способе определения температурных характеристик антиэмиссионных материалов, заключающемся в направлении потока продуктов испарения катода электронного прибора на поверхность антиэмиссионного материала и в измерении антиэмиссионной характеристики, измеряется атомный элементный состав одного внешнего моноатомного слоя поверхности антиэмиссионного материала до напыления, затем измеряется элементный состав монослоя той же поверхности в установившемся режиме напыления с катода, затем антиэмиссионный материал линейно по времени нагревают до температуры выше рабочей температуры антиэмиссионного материала в электронном приборе и одновременно измеряют величину сигнала атомов активного материала катода, содержащегося в моноатомном слое поверхности антиэмиссионного материала, и по относительному изменению сигнала атомов активного материала во внешнем монослое судят о качестве и температурном диапазоне работы антиэмиссионного материала.

Технический результат с помощью предлагаемого устройства достигается тем, что устройство определения температурных характеристик антиэмиссионных материалов, содержащее вакуумную камеру с вакуумными насосами, размещенные в камере держатель, антиэмиттер, расположенный на держателе, нагреватель держателя, источник напыления атомов продуктов испарений термокатода и коллектор заряженных частиц, размещенные вне вакуумной камеры блок питания источника напыления атомов, блок питания нагревателя, дополнительно содержит расположенные в камере ионную пушку, энергетический сепаратор, расположенный между антиэмиттером и коллектором, расположенные вне вакуумной камеры емкость с инертным газом, натекатель, соединенный с емкостью и с ионной пушкой, блок развертки пилообразного напряжения, соединенный с энергетическим сепаратором, усилитель широкополосный, соединенный с коллектором, регистратор двухкоординатный, соединенный с блоком развертки пилообразного напряжения и с выходом усилителя широкополосного, блок питания ионной пушки, при этом блок питания нагревателя содержит устройство пилообразной развертки тока нагревателя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства одного из вариантов аппаратной реализации предлагаемого изобретения как способа определения антиэмиссионных свойств материалов.

На фиг. 2 приведена температурная зависимость содержания атомов активного материала катода (бария) во внешнем моноатомном слое поверхности молибдена и антиэмиссионного материала (пленки дисилицида молибдена на поверхности молибдена), измеренная предлагаемыми способом и устройством.

Устройство определения температурных характеристик антиэмиссионных материалов содержит вакуумную камеру 21 с вакуумными насосами 22, размещенные в камере держатель 19, антиэмиттер 16 как исследуемый объект (в виде фольги или проволоки), расположенный на держателе 19, нагреватель 17 держателя 19, источник напыления 9 атомов продуктов испарений активного материала катода (бария, тория, цезия, осмия), ионную пушку 6 (ионов гелия или неона), коллектор заряженных частиц 7, энергетический сепаратор 12, расположенный между антиэмиттером 16 и коллектором 7. Источник напыления формирует поток атомов 14 на поверхность антиэмиттера. Ионная пушка 6 питается источником 3 и формирует пучок ионов 10 инертного газа (гелия или неона). Величина и чистота тока регулируется источником питания 3 и натекателем 4 для напуска инертного газа из емкости 2. Часть потока отраженных ионов 11 регистрируется с помощью сепаратора 12, коллектора 7. Для измерения температуры антиэмиттера к его поверхности припаяна термопара 18.

Вне вакуумной камеры содержатся и размещены блок питания 1 источника напыления 9 атомов, блок питания 20 нагревателя 19, емкость 2 с инертным газом, натекатель 4, соединенный с емкостью 2 и с ионной пушкой 6, блок развертки 5 пилообразного напряжения, соединенный с энергетическим сепаратором 12, усилитель широкополосный 8, соединенный с коллектором 7, регистратор двухкоординатный 13, соединенный с блоком развертки 5 пилообразного напряжения и с выходом усилителя широкополосного 8, блок питания 3 ионной пушки 6, при этом блок питания 20 нагревателя 19 содержит устройство пилообразной развертки тока нагревателя. Термопара 18 антиэмиттера 16 соединена с блоком измерения напряжения 15, который соединен с регистратором и двухкоординатным 13 и блоком питания 20 нагревателя 19.

Устройство работает следующим образом. Для определения температурных характеристик антиэмиттер 16 размещается в вакуумной камере 21 на держателе 19, и к нему присоединяется термопара 18, напряжение которой измеряется блоком измерения напряжения 15. Исходно при комнатной температуре держателя 19, а соответственно и материала 16 с антиэмиссионным покрытием определяется атомный состав одного внешнего монослоя атомов поверхности антиэмиттера. Так как на поверхности исследуемого объекта 16, внесенного из атмосферы в вакуум, содержатся слои адатомов и молекул, то поверхность подвергается прецизионной очистке. Очистка поверхности осуществляется удалением адсорбатов ионным пучком 10 без повреждения исследуемой поверхности антиэмиттера облучением пучком ионов гелия или неона. Этот процесс может быть осуществлен с помощью ионной пушки 6 с ионами аргона или дополнительной ионной пушки (на фиг. не указана). Атомный состав поверхности регистрируется непрерывным облучением поверхности антиэмиттера 16 ионным пучком 10 ионов гелия или неона заданной интенсивности и регистрацией энергетического спектра потока отраженных ионов 11 с помощью энергосепаратора 12, коллектора 7 и двухкоординатного регистратора 13 при развертке пилообразного напряжения на электродах энергосепаратора 12 с помощью блока развертки 5. Энергетический спектр отраженных ионов 11 содержит пики, по энергиям которых определяется тип атомов поверхности антиэмиттера 16. Парный и упругий характер отражения ионов от поверхности происходит только от одного внешнего монослоя атомов и позволяет получить сведения о составе этого слоя. С другой стороны, термоэмиссия определяется в основном составом внешнего атомного слоя. При этом наибольшую эмиссию, термотоки с управляющих электродов, близкорасположенных к катоду, вызывают атомы активного материала катода, как правило, пленочного и многокомпонентного. Поэтому, определяя состав внешнего слоя атомов, можно судить о эмиссионных свойствах поверхности. Активными материалами катодов являются цезий, барий, торий, магний, осмий.

После регистрации спектра и определения состава атомов поверхности антиэмиттера, включается источник напыления 9 потока атомов 14 в заданном режиме напыления по интенсивности потока избыточно в сравнении с интенсивностью напылений в реальных условиях в электронных приборах. При этом одновременно регистрируется состав поверхности антиэмиттера. Затем величина развертки напряжения на энергосепараторе 12 устанавливается неизменной, соответствующей максимуму пика активного материала катода (например, бария), и включается с помощью блока питания нагревателя линейно нарастающий ток на нагреватель, создающий линейно нарастающую температуру, и регистрируется на двухкоординатном регистраторе 13 зависимость величины пика активного материала от температуры нагревателя (фиг. 2). По достижении максимально допустимой температуры антиэмиттера источник питания создает линейно убывающее напряжение и, соответственно, линейно убывающую температуру антиэмиттера (фиг. 2, а). Линейное изменение температуры и осуществляется блоком питания 20 нагревателя с использованием напряжения термопары 18 из блока измерения напряжения 15.

Основным ожидаемым показателем хороших антиэмиссионных свойств является отсутствие активного материала на поверхности антиэмиттера. Если при комнатной температуре напыляемые атомы остаются на поверхности антиэмиттера, то при некоторой температуре они могут либо раствориться в объем, либо десорбировать с поверхности. В обоих случаях напыляемые атомы активного материала уходят с поверхности. Поэтому величина пика активного материала в спектре будет уменьшаться или отсутствовать (фиг. 2). В случае антиэмиттеров с плохими антиэмиссионными свойствами напыляемые атомы не десорбируют и не растворяются, а остаются на поверхности и снижают ее работу выхода, что создает нежелательные термотоки с антиэмиттера. Измеряя температуру антиэмиттера и величину изменения пика активного материала, можно определять температурный диапазон работы антиэмиттера и эффективность подавления действия активных атомов.

На фиг. 2 приведена температурная зависимость концентрации атомов бария на поверхности антиэмиссионной пленки дисилицида молибдена, нанесенной температурным напылением. Из графика справа следует, что при температуре около 1000 К барий резко десорбирует с поверхности. Поэтому температурный диапазон антиэмиссионного покрытия находится между температурой десорбции и температурой заметного испарения Tдесорб.<T<Tиспар. В зависимости от направления изменения температуры (рост-уменьшение) на графике наблюдается асимметрия изменения концентрации бария на поверхности. Если при повышении температуры десорбция происходит при температуре выше 900 К, то при снижении температуры интенсивная адсорбция бария происходит при меньшей температуре, при T<900 К (~850 К). Для сравнения приведен результат измерения десорбции бария с поверхности чистого молибдена (график слева). На этом же графике приведен спектр отраженных ионов поверхности молибдена с барием. Из относительных изменений видно, что десорбция с поверхности антиэмиссионной пленки происходит полностью, а с поверхности молибдена даже при температуре выше 1000 К имеется остаточный барий примерно 20-30% от исходной концентрации. Соотношение пиков молибдена и бария в спектре показывает, что исходная поверхностная концентрация бария составляет порядка 90%, а при температуре выше 900 К соотношение меняется на противоположное. Целью работы являлась разработка способа и устройства. В этом плане результаты исследований показывают, что предлагаемое изобретение (способ и устройство) обладает новизной и эффективно при определении температурных характеристик антиэмиссионных покрытий. Использование предлагаемого изобретения позволяет эффективно проводить разработку антиэмиссионных и эмиссионных покрытий и подбирать материалы с десорбцией до ста процентов.

Из характера температурной зависимости по резким изменениям пика следует, что пленка дисилицида молибдена работает по механизму десорбции. При механизме растворения активного материала в антиэмиссионное покрытие изменения пика от температуры более плавные. Снижение пика до уровня фона указывает на эффективное подавление действия активного материала катода.

Сопоставительный анализ с прототипом и экспериментальные исследования показали, что предлагаемое изобретение (способ и устройство для его реализации) позволяет определять температурный диапазон по уровню нижней границы температуры и одновременно определять состав атомов внешнего монослоя поверхности, ответственного за эмиссионные свойства поверхности. Знание состава позволяет устранять все другие побочные эффекты, связанные с составом, влияющие на эмиссионные свойства, и обеспечивает большую информативность и достоверность результатов в сравнении с прототипом. Существенным образом сокращается время определения температурного диапазона работы антиэмиттера. Время анализа одного объекта составляет при шлюзовой загрузке объекта в вакуумную камеру порядка 20 мин. В прототипе время измерений эмиссионных зависимостей при разных температурах составляет не менее 4 час.

Библиографический список

1. Шуппе Г.Н. Вопросы электронных и ионных эмиссий (виды эмиссий). Физические основы электронной техники. Ч. 2: Учебное пособие. - Рязань: РРТИ, 1986. - 84 с.

2. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники. - М.: Высшая школа, 1982.

3. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. - М.: Наука. 1966. 564 с.

Технико-экономическое обоснование на предлагаемое изобретение

В предлагаемом изобретении антиэмиссионные свойства определяются по составу атомов поверхности антиэмиттера, а именно по элементному составу внешнего моноатомного слоя поверхности, определяющим электронную эмиссию поверхности, работу выхода и другие эмиссионные постоянные. Наблюдение за составом поверхности при разных температурах, в том числе за наличием атомов активной компоненты катода прибора, в котором используется антиэмиссионный материал, позволяет достоверным образом определять температурные диапазоны адсорбции и десорбции или растворения активной компоненты катода. Эти сведения однозначно характеризуют антиэмиссионные свойства материала по его известной работе выхода. Как правило, исходный материал антиэмиттера имеет работу выхода более 4 эВ, что однозначно удовлетворяет по антиэмиссионным свойствам для большинства электронных приборов из-за малой рабочей температуры электродов с антиэмиссионным покрытием. Наличие активного материала катода снижает работу выхода до величины 2-2.5 эВ, что повышает паразитные термотоки с электрода прибора на много порядков и выводит за пределы допустимых значений. Предлагаемое техническое решение позволяет наблюдать непосредственно за поведением активной компоненты на поверхности при разных температурах и выбирать диапазоны надежной работы. Кроме этого, предлагаемое техническое решение может эффективно использоваться и для решения других технологических вопросов различных пленочных эмиттеров и антиэмиттеров.

1. Способ определения температурных характеристик антиэмиссионных материалов, заключающийся в направлении потока продуктов испарения катода электронного прибора на поверхность антиэмиссионного материала и в измерении антиэмиссионной характеристики, отличающийся тем, что измеряется атомный элементный состав одного внешнего моноатомного слоя поверхности атиэмиссионного материала до напыления, затем измеряется элементный состав монослоя той же поверхности в установившемся режиме напыления с катода, затем антиэмиссионный материал линейно по времени нагревают до температуры выше рабочей температуры антиэмиссионного материала в электронном приборе и одновременно измеряют величину сигнала атомов активного материала катода, содержащегося в моноатомном слое поверхности антиэмиссионного материала, и по относительному изменению сигнала атомов активного материала во внешнем монослое в зависимости от температуры судят о температурном диапазоне и качестве антиэмиссионного материала.

2. Устройство определения температурных характеристик антиэмиссионных материалов, содержащее вакуумную камеру с вакуумными насосами, размещенные в камере держатель, антиэмиттер, расположенный на держателе, нагреватель держателя, источник напыления атомов продуктов испарений термокатода и коллектор заряженных частиц, размещенные вне вакуумной камеры блок питания источника напыления атомов, блок питания нагревателя, отличающееся тем, что дополнительно содержит расположенные в камере ионную пушку, энергетический сепаратор, расположенный между антиэмиттером и коллектором, расположенные вне вакуумной камеры емкость с инертным газом, натекатель, соединенный с емкостью и с ионной пушкой, блок развертки пилообразного напряжения, соединенный с энергетическим сепаратором, усилитель широкополосный, соединенный с коллектором, регистратор двухкоординатный, соединенный с блоком развертки пилообразного напряжения и с выходом усилителя широкополосного, блок питания ионной пушки, при этом блок питания нагревателя содержит устройство пилообразной развертки тока нагревателя и соединен с нагревателем и двухкоординатным регистратором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии получения материалов, поверхность которых обладает стабильными электрофизическими свойствами, в частности электродов газоразрядных и электровакуумных приборов (холодных катодов газоразрядных лазеров, контакт-деталей герконов, электродов масс-спектрометров и др.).

Изобретение относится к области рентгеновской техники. Анод (30) формируют, используя углерод, такой как армированный углеродом углеродный композит или иную керамическую подложку (50).

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.

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.

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 лазерной технике, а именно к способам лазерной обработки материалов при изготовлении автоэмиссионных катодов из стеклоуглерода, которые могут быть использованы в области приборостроения электронной техники, а именно в электровакуумных приборах с большой плотностью электронных потоков и микросекундным временем готовности.

Изобретение относится к области электроники. Технологический прибор для обработки полого холодного катода в газовом разряде, содержащий полый холодный катод, анод, расположенный коаксиально внутри катода и равноудаленный от его поверхности, стеклянную вакуумно-плотную оболочку, в котором анод выполнен составным, рабочая часть анода, контактирующая с газовым разрядом, соединена с его внешней частью, электрически контактирующей с внешним источником напряжения или тока, посредством разъемного соединения, выполнена из того же материала, что и рабочая поверхность катода, обработана с не меньшим классом чистоты, чем у катода, со стороны входа в катод частично экранирована диэлектриком, расположенным коаксиально снаружи анода.

Заявленное изобретение относится к области электротехники, а именно, к способу получения трехмерно-структурированной полупроводниковой подложки для автоэмиссионного катода, и может быть использовано в различных электронных приборах: СВЧ, рентгеновских трубках, источниках света, компенсаторах заряда ионных пучков и т.п.

Способ изготовления МДМ-катода предназначен для повышения плотности тока эмиссии и однородности ее распределения по поверхности. На подложку последовательно осаждается металлический нижний электрод на основе пленки молибдена, затем два слоя резистов, в которых формируется рисунок с помощью электронно-лучевой литографии, затем напыляется сплошная пленка молибдена.

Изобретение относится к устройствам вакуумной электроники, в частности к источникам для получения электронного потока - автоэмиттерам (холодным эмиттерам) электронов, материалам и способам их изготовления.

Изобретение относится к области плазменной техники, а именно к ионным системам, и может быть использовано в области ракетно-космической техники, при разработке, изготовлении и сборке ионно-оптической системы (ИОС) ионных двигателей (ИД). Технический результат - упрощение обеспечения соосности между отверстиями в электродах при сборке ИОС; обеспечение регулировки зазора между электродами при сборке ИОС. В способе изготовления и сборки ионно-оптической системы, основанном на обеспечении осесимметричности отверстий в электродах и зазора между этими электродами, согласно изобретению: изготовление отверстий осуществляют от базы, представляющей собой не менее двух базовых отверстий, выполненной в каждом из электродов; базу образуют из не менее двух неравномерно расположенных отверстий; обработку отверстий в электродах выполняют на станке с числовым программным управлением; обработку отверстий в электродах выполняют на станке с числовым программным управлением по одной и той же программе; отверстия в электродах выполняют с помощью электроэрозионной обработки; после получения отверстий в электродах выполняют их электрополировку; соосность отверстий между электродами обеспечивают настройкой соосности базовых отверстий; настройку зазора обеспечивают доработкой или подбором регулировочных шайб, при этом электроды опирают не менее чем на три элемента, представляющих собой сочетание керамических изоляторов и регулировочных шайб. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электровакуумной технике, к технологии изготовления фотоэлектронных приборов (ФЭП), содержащих одну или несколько микроканальных пластин (МКП). Технический результат - увеличение срока службы ФЭП без ионно-барьерной пленки. В способе изготовления фотоэлектронного прибора, включающем изготовление корпуса прибора, катодного узла, коллектора электронов, монтаж внутренних деталей и узлов, сварку узлов прибора, загрузку всех узлов в высоковакуумную установку финишной сборки, откачку всей системы, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме, электронное обезгаживание МКП и коллектора электронов в вакууме, изготовление фотокатода на катодном узле, герметизацию прибора, выгрузку ФЭП из установки финишной сборки, после загрузки в высоковакуумную установку финишной сборки катодного узла, корпуса с микроканальными пластинами и коллектора электронов осуществляют откачку всей системы до давления не более 10-8 Па, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме в течение не менее 4 ч при температуре от 300 до 400°С, электронное обезгаживание МКП и коллектора электронов, для чего в течение не менее 30 сек при температуре от 0 до 400°С направляют электронный поток от входа к выходу МКП и далее на коллектор электронов, после чего корпус с МКП при помощи манипулятора переворачивают и направляют электронный поток от выхода к входу МКП и далее на коллектор электронов, синхронно меняя полярность напряжения питания между входом и выходом МКП, выдерживают в течение не менее 30 сек, снова переворачивают корпус с МКП, меняя полярность напряжения, и повторяют так в течение не менее 2 ч до полного обезгаживания МКП, постепенно увеличивая напряжение на МКП и выходной ток МКП до значений, не ухудшающих параметры МКП, после чего формируют фотокатод на катодном узле и далее корпус с МКП устанавливают на коллектор электронов, а катодный узел на корпус и выполняют герметизацию прибора. 2 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано в газоразрядных устройствах с самонакаливаемым полым катодом. Способ изготовления самонакаливаемого полого катода из нитрида титана для систем генерации плазмы включает формирование трубчатого изделия из смеси порошков, содержащей нитрид титана, 10 вес.% титана, не более 2 вес.% пластификатора поливинилбутираля, импульсным или статическим прессованием, экструзией, шликерным литьем или альтернативным способом, отжиг трубчатого изделия в вакуумной печи в потоке азота при давлении 1 Па при температуре 500°С в течение 1 ч для термического разложения пластификатора и удаления продуктов разложения из объема трубчатого изделия, установку трубчатого изделия в качестве катодного электрода в электроразрядную систему, содержащую анодный электрод, постоянную прокачку азота через трубчатое изделие, приложение между анодом и трубчатым изделием напряжения и зажигание тлеющего разряда между трубчатым изделием и анодом, ток которого постепенно увеличивают по мере прекращения дугообразования, что обеспечивает удаление поверхностных загрязнений и рост температуры трубчатого изделия, переход разряда в термоэмиссионный дуговой режим и нагрев катода до температуры 2000°С. Выдержка сформованного трубчатого изделия в плазме собственного разряда в качестве катодного электрода при работе в термоэмиссионном дуговом режиме обеспечивает его твердофазное спекание и формирование самонакаливаемого полого катода из нитрида титана с высокой плотностью, термоэмиссионными свойствами и повышенным ресурсом. 3 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники и может быть использовано для выделения пучков электронов из плазмы рабочей среды, создания электрических генераторов на основе энергии электронных пучков, электрореактивных двигателей, электронно-лучевых и ионно-лучевых приборов. Усилитель-концентратор пучка электронов (УКЭ) содержит корпус (1) с внутренней осевой суживающейся полостью, имеющей форму усеченного конуса, на поверхность которой нанесена кремниевая решетка (2) с верхним алмазным слоем (3). В большем отверстии осевой полости установлена многослойная электронная мембрана, основой которой является динамически устойчивая высокотемпературная вольфрамовая пластина (4), имеющая сложную форму: внешняя высокотемпературная поверхность выполнена плоской, а внутренняя низкотемпературная поверхность имеет вогнутую полусферическую форму для фокусирования электронов в пучок. Пластина (4) изготовлена из сплава с пористостью до 85% и диаметром пор 10-3-10-4 мкм. На внешнюю высокотемпературную поверхность вольфрамовой пластины (4) нанесен слой из нанокомпозитного графена (5) с нанопорами (11), а на внутреннюю низкотемпературную - слой из оксида алюминия (7) с нанопорами (8). Корпус снабжен аксиальными анодами (12), (13), установленными со стороны входного и выходного отверстий и служащими для подачи ускоряющих потенциалов, обеспечивающих, соответственно, электрический вывод электронов из потока плазмы и управление энергией электронов и их концентрацией в пучке, входящем в УКЭ, и управление концентрацией, силой тока и энергией электронов пучка, выходящего из УКЭ. Технический результат - обеспечение температурной и динамической устойчивости, повышение эффективности и КПД преобразования энергии потока плазмы в электрическую мощность. 1 ил.

Изобретение относится к приборам вакуумной электроники для СВЧ-приборов, плоских дисплеев, портативных источников рентгеновского излучения и прочее, а также к способу изготовления катода на основе массива автоэмиссионных эмиттеров. Способ изготовления катода на основе массива автоэмиссионных эмиттеров включает формирование катодной структуры нанесением каталитического, углеродного и контактного слоев на поверхность диэлектрической опорной структуры, содержащей сквозные отверстия, нанесение анодного слоя на противоположной стороне опорной структуры с отверстиями, совмещенными с катодной структурой. В качестве опорной структуры используется заготовка в виде стеклянной пластины, объединяющей большое число микроструктур с каналами (МКП), внутри которых электродуговым способом на поверхности каталитического слоя формируются регулярно расположенные эмиттеры на основе графитоподобных наночастиц, эффективно эмитирующие электроны за счет низкой работы выхода электронов. Изобретение позволяет повысить надежность и улучшить электрофизические параметры устройства. 2 ил.

Изобретение относится к приборам вакуумной электроники для СВЧ-приборов, плоских дисплеев, портативных источников рентгеновского излучения и прочее, а также к способу изготовления катода на основе массива автоэмиссионных эмиттеров. Способ изготовления катода на основе массива автоэмиссионных эмиттеров включает формирование катодной структуры нанесением каталитического, углеродного и контактного слоев на поверхность диэлектрической опорной структуры, содержащей сквозные отверстия, нанесение анодного слоя на противоположной стороне опорной структуры с отверстиями, совмещенными с катодной структурой. В качестве опорной структуры используется заготовка в виде стеклянной пластины, объединяющей большое число микроструктур с каналами (МКП), внутри которых электродуговым способом на поверхности каталитического слоя формируются регулярно расположенные эмиттеры на основе графитоподобных наночастиц, эффективно эмитирующие электроны за счет низкой работы выхода электронов. Изобретение позволяет повысить надежность и улучшить электрофизические параметры устройства. 2 ил.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции катодно-сеточных узлов с автоэмиссионным катодом из углеродного материала для вакуумных электронных приборов (в том числе к СВЧ приборам) с микросекундным временем готовности. Технический результат - повышение равномерности автоэлектронной эмиссии по всей поверхности катода и, как следствие, увеличение отбираемого с катода тока. В конструкции КСУ с по крайней мере одним автоэмиссионным катодом из углеродного материала, вершина катода имеет параболическую в сечении поверхность, на которой сформированы острия конусообразной формы. Оси симметрии каждого катода совпадают с осями симметрии отверстий в сетке. Параболическая форма вершины катодов обеспечивает одинаковую напряженность поля и равномерность эмиссии по всей поверхности катода, а наличие острий снижает рабочее напряжение на сетке. 3 ил.

Изобретение относится к электронной промышленности, области тонкопленочных технологий, нанесения и контроля пленочных покрытий с заданными характеристиками для эмиссионной электроники. Технический результат - повышение достоверности и информативности измерений. Определяется содержание атомов активной компоненты катода прибора, в котором используется антиэмиссионный материал, на поверхности антиэмиссионного материала в одном внешнем моноатомном слое, и определяется температурный диапазон, в котором активная компонента на поверхности антиэмиссионного материала отсутствует или уменьшается до предела ниже допускаемого. Способ и устройство для его реализации позволяют определять температурный диапазон по уровню нижней границы температуры и одновременно определять состав атомов внешнего монослоя поверхности, ответственного за эмиссионные свойства поверхности. Знание состава позволяет устранять все другие побочные эффекты, связанные с составом, влияющие на эмиссионные свойства, и обеспечивает большую информативность и достоверность результатов в сравнении с прототипом. Существенным образом сокращается время определения температурного диапазона работы антиэмиттера. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх