擴展的肖特基熱發(fā)射理論研究.pdf

1、陰極是微波電真空器件中電子槍發(fā)射電子的源頭，是影響電子槍性能的最重要部件之一，它對電子槍的發(fā)射能力和壽命有決定性作用，而電子槍的發(fā)射能力對微波電真空器件的輸出功率、帶寬、壽命等參數(shù)有很大的影響。作為現(xiàn)代軍事信息裝備的心臟的微波電真空器件，為了保持相對于半導體器件在高頻率、大功率等方面的優(yōu)勢，必須改善和增大陰極的發(fā)射性能及提高陰極的整體技術(shù)水平。電子槍的陰極發(fā)射和陰極的材料、陰極的工作溫度以及電子槍的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，為了達到對電子槍的準

2、確模擬，此三方面必須很好的考慮。電子槍的性能參數(shù)直接影響到微波管的電子效率、壽命、增益、線性度等主要性能指標，所以合理設(shè)計電子槍是微波管整體設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。
　　陰極的熱電子發(fā)射是一個相當復(fù)雜的機制，受很多因素影響，各種因素對陰極能否穩(wěn)定發(fā)射起著很重要的作用。首先是陰極溫度的影響，溫度的高低在微觀上直接影響著電子動能的大小，而動能的大小就反映在電子逸出金屬表面的能力上。其次是陰極與陽極之間的距離，距離的大小會很大程度上決定了

3、陽極收到的從陰極發(fā)射過來的電子數(shù)目，從而影響陽極電流。還有因空間電荷而產(chǎn)生的虛陰極的位置和虛陰極電壓的大小，它影響那些能到達陽極的電子數(shù)目，因為虛陰極是電子能到達陽極的最后一道障礙。同時陰極發(fā)射電子的初速度也是不可忽略的因素，它通過直接影響虛陰極電壓的大小和位置而間接影響陰極的電子發(fā)射。還有陰陽極之間的電勢差，因為它是促進電子突破虛陰極障礙的最主要的因素，它直接關(guān)系著陽極收到的從陰極發(fā)射過來的電子數(shù)目，理論上陰陽極之間的電場強度大于10

4、2V/cm時就要考慮肖特基效應(yīng)，而大于5×104V/cm時要考慮相對論效應(yīng)。
　　學位論文的創(chuàng)新點：分析電子的隧道效應(yīng)對電子逸出陰極的影響，以場致電子發(fā)射時電子的波動效應(yīng)為前提，重新求解薛定諤方程，分析了陰陽極之間電場強度處于102□105V/cm之間更精確的擴展的肖特基發(fā)射模型，并論證了模型之間的連續(xù)性。最后本論文通過對元素周期表中元素性質(zhì)變化規(guī)律的分析，著重闡述了電子的微觀特性以及復(fù)合材料之間電偶極矩的作用對陰極逸出功的影響，