碳納米管冷陰極小型化電子槍的研究.pdf

1、傳統(tǒng)真空微波電子器件采用熱陰極作為電子源,使器件體積受到了約束,真空微電子學(xué)的誕生給微波真空電子學(xué)的研究注入了新的活力。真空微電子器件是利用微細(xì)加工技術(shù)制作場致發(fā)射陰極并利用這種陰極的器件。這種器件可以在室溫下工作,啟動(dòng)速度快,發(fā)射電流密度大,可以直接產(chǎn)生調(diào)制電流。本文采用碳納米管材料作為場致發(fā)射場致發(fā)射電子源,提出了一種發(fā)射電子注調(diào)制電流的小型化電子槍。主要研究內(nèi)容為:
　　1.從場致發(fā)射原理入手,推導(dǎo)了場致發(fā)射電子注調(diào)制公式,

2、驗(yàn)證了通過調(diào)節(jié)場致發(fā)射的電場強(qiáng)度,可以對電子注電流密度進(jìn)行調(diào)制,進(jìn)而得到調(diào)制信號(hào),建立了碳納米管電磁仿真模型。
　　2.建立了平行板電子槍模型,研究了此模型中陽極的柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)中電子注通過率的情況,得出當(dāng)網(wǎng)孔邊長為0.05mm,網(wǎng)孔邊長與網(wǎng)孔間隙的比值為5時(shí)柵網(wǎng)的通過率最高的結(jié)論,最后根據(jù)此結(jié)論研究了平行板電子槍的發(fā)射情況。
　　3.建立了一種矩形波導(dǎo)—微帶模式轉(zhuǎn)換器的電子槍結(jié)構(gòu),這種電子槍結(jié)構(gòu)可以使高頻電場從矩形波導(dǎo)端口輸入,

3、為微帶中電子注電流的調(diào)制提供高頻電場。研究了此結(jié)構(gòu)中電子注通道的形狀和大小對傳輸參數(shù)的影響。
　　4.分別從靜電場強(qiáng)度,高頻場功率,高頻場頻率三個(gè)方面對場致發(fā)射碳納米管冷陰極發(fā)射電子注調(diào)制電流情況進(jìn)行了研究與仿真。得出靜電場強(qiáng)度越大,電子注的電流密度越大,調(diào)制電流的調(diào)制程度也越強(qiáng);當(dāng)靜電場強(qiáng)度不變時(shí),隨著高頻電場的增大,電子注的調(diào)制程度也逐漸增大;高頻電場頻率不影響碳納米管陰極場致發(fā)射的電子注平均電流及調(diào)制深度。最后研究了碳納米管