碳納米管冷陰極返波管研究.pdf

1、碳納米管(CNT)具有優(yōu)良的場(chǎng)致發(fā)射特性,是冷陰極器件的理想陰極材料。為發(fā)展碳納米管冷陰極微波、毫米波電真空輻射源器件，本文對(duì)碳納米管冷陰極的場(chǎng)發(fā)射特性進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了一只可工作于8mm波段的碳納米管冷陰極返波振蕩器。主要工作內(nèi)容如下：
　　(1)對(duì)直徑為4mm的圓形平面陰極進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，獲得其最大發(fā)射電流密度為127mA/cm2。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合粒子模擬軟件CST建立了大面積碳納米管冷陰極的場(chǎng)發(fā)射模型。研究了柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)碳

2、納米管冷陰極場(chǎng)發(fā)射性能的影響，獲得了矩形柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化尺寸，當(dāng)d=0.1mm，D=4d時(shí)，陰極的發(fā)射性能較好，電子注通過(guò)率約為60％。
　　(2)設(shè)計(jì)了柵控結(jié)構(gòu)的碳納米管冷陰極帶狀注電子槍。分析了柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)、陽(yáng)極電壓、聚焦磁場(chǎng)等參數(shù)對(duì)帶狀注電子槍性能的影響。優(yōu)化結(jié)果表明該電子槍在陰柵間距0.25mm，柵網(wǎng)電壓2.5kV時(shí)，能產(chǎn)生工作電壓在18kV，電流為1.5A，注半徑為0.35mm，電流密度高達(dá)17.2A/cm2的帶狀電子注。