WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

вания, позволяющие благодаря усилению электрического поля у их поверхности существенно снизить напряжения, необходимые для получения фиксированных токов. Однако эмиттеры с такого типа неоднородностями не обеспединамику изменения эмиссионных характеристик фулчивают стабильной эмиссии, даже при токах I 1 µA.

лереновой пленки под действием электрического поля, Проведенные исследования показали, что устойчиво например, рис. 6. Была подвергнута обработке эмиссионэмиттирующие фуллереновые микроструктуры удается ная система, сформированная в процессе измерения крисоздать только на поверхности ребристого кристалла вой 1 на рис. 2, b через 90 min напыления на ребристый со слоем карбида вольфрама на поверхности. Было кристалл. В этот момент напряжение было увеличено до установлено, что при достаточно больших толщинах значения U0.25, обеспечивающего отбор тока I = 0.25 µA.

покрытия ( > 5-10 mL) отдельные микровыступы, На рис. 6 приведена зависимость относительной величипервоначально группировавшиеся на ребрах (вдоль зонны напряжения u0.25(t) = U0.25(t)/U0.25(0) от времени ных линий [111]), под действием электрического поля воздействия созданного электрического поля, начиная объединяются и образуют один большой активно эмитс момента (t = 0) повышения напряжения. Быстрое тирующий центр в области граней {023} вблизи ценпадение этой характерной величины связано с образотральной грани (110). Иногда это явление отмечалось ванием после увеличения напряжения ряда интенсивно непосредственно в процессе наблюдения картины или эмиттирующих центров на поверхности катода. Некотоснятия характеристики Фаулера–Нордгейма. На рис. рые из этих центров периодически срываются с острия показаны эмиссионные картины экрана до (рис. 7, a) (или разрушаются на его поверхности), что и определяет и после (рис. 7, b) слияния отдельных микровыступов немонотонный ход зависимости u0.25(t). Микровыступы в единый эмиттирующий центр. С образованием этого на поверхности покрытия ребристого кристалла группицентра связано существенное (до 50%) снижение велируются преимущественно в местах выхода ребер, т. е.

чины UI по отношению к исходному ребристому кристална участках изначально усиленного поля (рис. 7, a).

лу. Первоначально нестабильное пятно стабилизироваАналогичные изменения кривых напыления и эмиссилось после непродолжительного (1-5min) прогрева при онных характеристик наблюдались и при полевой обратемпературе около 950 K, близкой к порогу разложения ботке фуллереновых покрытий, нанесенных на чистый молекул фуллерена. Длительный ( 20-30 min) прогрев вольфрам.

при такой же температуре приводил к его разрушению и Обобщая данные, полученные при исследовании влиформированию исходной картины ребристого кристалла.

яния электрического поля на структуру фуллеренового Обработанный при температуре 950 K эмиттирующий покрытия, можно, нам кажется, представить следующий центр позволял отбирать с него токи 10 µA. По оценмеханизм его воздействия. Видимо, в сильно неоднокам плотности токов при этом достигали значений родных электрических полях происходит поляризация молекул фуллерена C60. Далее дипольные молекулы 106-107 A/cm2.

втягиваются на участки усиленного поля, обусловлен- Существенно отличные по своей структуре и эмисные неровностями исходной поверхности или микровы- сионным свойствам покрытия удается сформировать на ступами покрытия. Достройка малых неоднородностей ребристом кристалле после специальной подготовки его ведет к дальнейшему усилению электрического поля поверхности, состоящий в неоднократном нанесении и и повышению тока эмиссии с них. Эффективный про- тепловом разложении достаточно толстых напыленных цесс роста микровыступов на поверхности исследован- слоев ( > 5-10 mL). После второго–четвертого цикных систем начинается в соответствии с проведенны- лов такой обработки на поверхности в присутствии ми оценками при напряженностях электрического поля электрического поля, обеспечивающего отбор эмиссионE (1-5) · 107 V/cm. ного тока порядка нескольких микроампер, формируется Журнал технической физики, 2002, том 72, вып. 110 Т.А. Тумарева, Г.Г. Соминский, А.А. Ефремов, А.С. Поляков Механизм процедуры, проведение которой необходимо для создания на поверхности ребристого кристалла описанных эффективно эмиттирующих распределенных структур, пока недостаточно ясен. Можно на данном этапе только предположить, что многократное напыление и разложение фуллереновых покрытий позволяет увеличить толщину переходного слоя карбида вольфрама (или карбида вольфрама с вкраплениями атомов углерода) в основании создаваемой многокластерной системы.

Заключение Подытоживая, укажем основные результаты проведенной работы.

1. Определены закономерности формирования и характеристики фуллереновых покрытий на поверхности острийных полевых эмиттеров из вольфрама. Выявлено влияние электрических полей на структуру и эмиссионные характеристики фуллереновых покрытий на поверхности вольфрамового острия и ребристого кристалла, сформированного термическим разложением молекул фуллерена на вольфраме.

2. Выявлена возможность формирования с помощью термической и полевой обработки на поверхности фуллереновых покрытий одиночных микровыступов, существенно усиливающих поле и обеспечивающих в статическом режиме стабильную автоэмиссию с высокими плотностями тока до 106-107 A/cm2.

3. Продемонстрирована возможность создания эмиттеров с фуллереновым покрытием в виде распределенной микрокластерной структуры, обеспечивающих в статическом режиме стабильные токи с одиночного микронного острия свыше 100 µA.

Список литературы [1] Бондаренко Б.В., Селиверстов В.А., Шаховской А.Г., Шешин Е.П. // РиЭ. 1987. Т. 32. № 1. С. 199–201.

[2] Chubun N., Lazarev N., Sheshin E., Suvorov A. // Abstr.

42IFES. Madison (USA), 1995.

Рис. 7. Эмиссионные изображения ребристого кристалла [3] Гуляев Ю.В., Григорьев Ю.А., Синицын Н.И. и др. // Мас фуллереновыми структурами разного типа: a — нескольтериалы Всероссийской межвузовской конф. ”Современные ко микровыступов на ребрах; b — одиночный эффективно проблемы электроники и радиофизики СВЧ”. Саратов: Издэмиттирующий центр; c — распределенная микрокластерная во ГосУНЦ ”Колледж”, 1997. С. 90–93.

структура, обеспечивающая эмиссионные токи > 100 µA.

[4] Sinitsyn N.I., Gulyaev Yu.V., Torgashov G. et al. // Appl. Surf.

Sci. 1997. Vol. 111. P. 145–150.

[5] Sominski G.G., Tumareva T.A., Polyakov A.S., Zabello K.K. // Proc. Intern. Univ. Conf. ”Electronics and Radiophysics of множество (несколько десятков) трехмерных кластеров.

Ultra-High Frequensies”. St. Petersburg: Nestor, 1999. P. 327– Созданная таким образом структура кластеров (рис. 7, c) 330.

устойчива к полевым воздействиям и позволяет получать [6] Tumareva T.A., Sominskii G.G. // J. Commun. Technol. and в статическом режиме токи свыше 100 µA с микронного Electron. 2000. Vol. 45. Suppl. 1. P. S110–S114.

острия. Такие структуры устойчивы к действию газовой [7] Каратаев В.И. // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24. Вып. 5. С. 1–5.

среды. Выдержка в вакууме в течение нескольких суток [8] Логинов М.В., Шредник В.Н. // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24.

практически не меняет их характеристик. Измерения Вып. 11. С. 45–48.

показали, что в импульсном режиме удается в несколько раз увеличить токи, снимаемые с полевого эмиттера с фуллереновым покрытием.

Журнал технической физики, 2002, том 72, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.