WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Журнал технической физики, 2003, том 73, вып. Термополевые формоизменения сплава вольфрам–гафний Величины T и F, при которых наблюдаются различные стадии формоизменения эмиттеров из чистого W и сплава W–Hf Глубокая Макронаросты Материал Перестройка Микровыступы перестройка и микровыступы W T = 1600 K T = 1800 K T = 1800 K T = 1850 K F = 0.4V/ F = 0.45 V/ F = 0.55 V/ F = 0.6V/ W–Hf Не наблюдается Не наблюдается T = 1700 K T = 1850 K F = 0.6V/ F = 0.35 V/ ной была величина ионного тока: i 10-9 A в этом сил поверхностного натяжения P = 2/r [2] ( — случае. При эксплуатации эмиттера в таком режиме на коэффициент поверхностного натяжения, r — радиус поверхности наблюдается процесс динамического испа- острия-эмиттера). Сегрегированный на поверхности Hf рения и роста макронаростов, наблюдаемый на полевом понижает величины и P и делает возможным обдесорбционном изображении как „эффект схлопывания разование микровыступов при таких низких T и Ftr, колец“ [17]. Однако здесь необходимо отметить, что зна- когда на W наблюдается только самая начальная стачения Ffin относятся только к участкам поверхности, где дия перестройки острия. Величины T и F, при котовеличина поля максимальна: либо к вершинам микровы- рых наблюдаются различные стадии формоизменения ступов, либо к участкам поверхности в областях {001}, эмиттеров из чистого W и сплава W–Hf, показаны где формируются при прогреве ступенчатые области, в таблице.

усиливающие локальное поле [5]. В остальных областях Как следует из результатов работы, термополевое величина поля, конечно, меньше. Кроме того, такие стувоздействие, приводящее к образованию микровыступов, пенчатые области могут характеризоваться пониженной позволяет значительно повысить степень локализации работой выхода, до 2.5 eV, что наблюдалось для эмиссии сплавного эмиттера, величины уменьшаются случая Zr на W [15]. Использование такой пониженной на порядок по сравнению с таковыми для сплава, не подвеличины может привести к некоторому снижению вергнутого термополевой обработке. Вследствие того, величины Ffin, вычисляемой из наклона характеристик что величины для сплава заметно меньше, чем для Фаулера–Нордгейма.

W, эмиссионная способность микровыступов на сплаве W–Hf будет гораздо выше, т. е. при тех же величинах i и плотностей токов j микровыступы из сплава W–Hf Обсуждение результатов будут работать при меньших F и U.

Как уже отмечалось, при термополевом воздействии Прежде всего обращает на себя внимание тот факт, эмиттер из сплава W–Hf может давать не только что при термополевом воздействии на сплав наблюэлектронные, но и ионные токи, величины которых от дается существенная сегрегация, т. е. обогащение подолей nA до нескольких nA, конечно, ниже величин верхности гафнием по сравнению с его объемной конэлектронных токов при той же степени локализации.

центрацией в сплаве. На это прежде всего указывают Потоки ионов при этом состоят в основном из ионов Hf величины, близкие к величине для чистого Hf, — разной зарядности. Как показано в работах [5,6], в слу = 3.53 eV [14]. В работах [5,6], в которых с почае высокотемпературного полевого испарения полевого мощью атомного зонда изучалось высокотемпературное эмиттера из сплава Mo — 7 at.% Hf на масс-спектрах полевое испарение сплавов W — 3 at.% Hf и Mo — нередко наблюдались только ионы Hf+3 и Hf+2. Следо7 at.% Hf, также отмечалось значительное обогащение вательно, используя метод термополевого воздействия поверхности эмиттеров гафнием. Именно поверхностная на эмиттеры из сплавов, можно получать токи ионов сегрегация Hf и объясняет особенности термополевого различных элементов, в том числе таких, изготовление формоизменения сплава по сравнению с чистым W.

чистых острийных эмиттеров из которых крайне затрудТермополевые микровыступы на поверхности сплава нительно (как для Hf и Zr) либо вообще невозможно.

вырастают прежде всего в областях {001}, где конТаким образом, применение метода термополевого центрация Hf максимальна, при таких величинах T и Ftr, когда остальная поверхность эмиттера практи- воздействия на эмиттеры из эмиссионно-активных сплавов типа W–Hf может заметно улучшить эмиссионные чески даже не перестроена. Это говорит о том, что свойства подобных эмиттеров и дает возможность соматериал для строительства микровыступов черпается главным образом из поверхностного моноатомного слоя, здать точечные источники электронов и ионов с уникальтогда как нижележащие атомы W и Hf перемеща- ными свойствами. Кроме того, процесс термополевого ются пока относительно слабо. Микровыступы могут формоизменения такого рода эмиттеров из сплавов, вырастать тогда, когда давление пондеромоторных сил обладая рядом характерных особенностей, интересен электрического поля PF = F2/8 превышает давление сам по себе.

Журнал технической физики, 2003, том 73, вып. 122 О.Л. Голубев, В.Н. Шредник Выводы [13] Bill C. // Trans. Metallurg. Soc. AIME. 1962. Vol. 224. N 1.

P. 61.

Изучено термополевое воздействие на полевые эмит- [14] Фоменко В.С. Эмиссионные свойства материалов. Справочник. Киев: Наукова думка, 1981. 338 с.

теры из сплава Hf–W при широкой вариации величин T [15] Шредник В.Н. // ФТТ. 1961. Т. 3. Вып. 6. С. 1750–1761.

и F, показано, что в этом случае наблюдаются в принци[16] Гафний // Сб. ст. / Под ред. Л.Н. Комиссаровой. М.: ИЛ, пе те же стадии термополевого формоизменения эмитте1962. 234 с.

ра, что и для чистых металлов, однако с существенными [17] Бутенко В.Г., Голубев О.Л., Шредник В.Н. и др. // Письма особенностями и при других величинах T и F, что в ЖТФ. 1992. Т. 18. Вып. 8. С. 86–91.

обусловлено поверхностной сегрегацией Hf.

Одновременное воздействие высоких T и F на такие эмиттеры приводит к обогащению поверхности эмиттера гафнием по сравнению с его объемной концентрацией, что и приводит к заметному увеличению эмиссии электронов и ионов.

Термополевое воздействие приводит к значительному повышению локализации эмиссии электронов.

Величины существенно уменьшаются от значений = 0.01-0.02 ster, характерных для эмиттера без термополевой обработки до = 0.001-0.002 ster для эмиттера после обработки.

При термополевом воздействии наблюдается явление высокотемпературного полевого испарения, которое сопровождается эмиссией ионов, преимущественно ионов Hf. В этом случае величины такие же, как и для эмиссии электронов, а токи эмиссии i достигают величин 10-11-10-9.

Термополевая обработка эмиссионно-активных сплавов типа W–Hf является эффективным средством точечных электронных и ионных эмиттеров.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 01-02-17803) и программы Министерства науки и технологии Российской Федерации (контракт № 40.012.1.1.1152).

Список литературы [1] Шредник В.Н. // Рост кристаллов. М.: Наука, 1980. Т. 13.

С. 68–79.

[2] Власов Ю.А., Голубев О.Л., Шредник В.Н. // Рост кристаллов. 1991. Т. 19. С. 5–21.

[3] Павлов В.Г., Рабинович А.А., Шредник В.Н. // ФТТ. 1975.

Т. 17. Вып. 7. С. 2045–2048.

[4] Шредник В.Н. // ФТТ. 1959. Т. 1. Вып. 7. С. 1134–1139.

[5] Kontorovich E.L., Loginov M.V., Shrednik V.N. // J. Vac. Sci.

Tech. B. Vol. 15. N2. P. 495–498.

[6] Логинов М.В., Шредник В.Н. // ЖТФ. 1998. Т. 68. Вып. 3.

С. 69–73.

[7] Миллер М., Смит Г. // Зондовый анализ в автоионной микроскопии. М.: Мир, 1993. 301 с.

[8] Шредник В.Н. // Поверхность. 1998. № 2. С. 102–110.

[9] Шредник В.Н. // Ненакаливаемые катоды / Под ред.

М.И. Елинсона. М.: Сов. радио, 1974. 335 с.

[10] Шредник В.Н., Одишария Г.А. // Изв. АН СССР. Сер. физ.

1969. Т. 33. № 3. С. 536–543.

[11] Swanson L.W., Crouser L.C. // J. Appl. Phys. 1969. Vol. 40.

N 12. P. 4741–4749.

[12] Shrednik V.N., Pavlov V.G., Rabinovich A.A. et al. // Phys. Stat.

Sol. (a). 1974. Vol. 23. P. 373–378.

Журнал технической физики, 2003, том 73, 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.