Мегаваттные автоэмиссионные электронные приборы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена возможность создать на основе обратного пьезоэлектрического эффекта и отрицательного электронного сродства наноалмазов, (являющимся естественным состоянием поверхности 111) автоэмиссионные приборы мегаваттной выходной мощности, работающих в ключевом режиме. Дано сравнение двух принципов работы автоэмиссионных приборов, основанных на изменении поля между катодом и анодом. Показано, что взрывная эмиссия ограничивает возможность получения мегаваттной мощности посредством изменения напряжения, а также, что более перспективным представляется способ управлять полем, изменяя расстояние катод–анод от десятков нанометров до микрон. Приведены оценки, согласно которым, такой прибор обладает высоким КПД и может работать при давлении порядка атмосферного.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Г. Бондаренко

Институт прикладной физики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bonv@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова, 46, Нижний Новгород, 603950

Список литературы

  1. Шестеркин В.И. // РЭ. 2020. Т. 65. № 1. С. 3.
  2. Бондаренко В.Г. Способ управления автоэмиссионным током лампы и автоэмиссионная лампа для его осуществления. Пат. РФ № RU2316844. Опубл. офиц. бюл. «Изобретения. Полезные модели» № 4 от 10.02.2008.
  3. Артым А.Д. Усилители класса D и ключевые генераторы в радиосвязи и радиовещании. М.: Связь, 1960.
  4. Месяц Г. А. Взрывная электронная эмиссия. М.: Физматлит, 2011.
  5. Владимиров Г. Г. Физическая электроника. Ч. 2. Эмиссия в сильных электрических полях. Учебное пособие. СПб.: Изд-во СПб ун-та, 2012.
  6. Сливков И.Н., Михайлов В.И., Сидоров Н.И., Настюха А.И. Электрический пробой и разряд в вакууме. М.: Атомиздат, 1966.
  7. Усанов Д. А., Яфаров Р. К. Исследование автоэлектронной эмиссии из наноуглеродных материалов: Учебное пособие. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2006.
  8. Белл P. Л. Эмиттеры с отрицательным электронным сродством. М.: Энергия, 1978.
  9. Zhirnov V. V., Shenderova O. A., Jaeger D. L. et.al. // ФТТ. 2004. Т. 46. № 4. С. 641.
  10. Семенов В.Е., Бондаренко В.Г., Гильденбург В.Б. и др. // Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез. 2002. Т. 44. № 12.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема параметрического автоэмиссионного устройства на двух пьезоэлементах 1 и 2, размеры которых меняют расстояние между катодом K и анодом А; Б – база (затвор), U1 – переменное напряжение, поступающее на базу и меняющее размеры пьезоэлементов, U2 – напряжение, определяющее первоначальные размеры пьезоэлементов, Uпит – напряжение источника питания, U3 – меняющееся напряжение на приборе, I – ток, идущий через прибор.

Скачать (9KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Конструкция катода.

Скачать (1KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Конструкция прибора в режимах: а – насыщения, Rп = 10–7 Ом, б – отсечки, Rп = 105 Ом.

Скачать (25KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Шероховатость поверхности после высококачественной обработки (данные получены на электронном микроскопе Института физики микроструктур РАН).

Скачать (25KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость коэффициента усиления напряженности поля µ от отношения h/r [6]: 1.4…3 для μ1, 3…100 для μ2.

Скачать (13KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость величины эмиссионного тока от напряженности электрического поля для различных расстояний между электродами диодной структуры: 60 (1), 30 (2), 15 (3), 10 (4) и 5 мкм (5) [7, рис. 6].

Скачать (13KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Кривая Пашена.

Скачать (12KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Одиночная, изолированная, прочно связанная наноточка детонационного алмаза на кончике иглы (а) и характеристики автоэлектронной эмиссии (б): с пленки наноалмаза (1), с голого молибденового наконечника (2), с изолированной частицы наноалмаза (3), а также схема экспериментальной установки (в) [9, рис. 2].

Скачать (18KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Зависимость сопротивления R прибора от расстояния x катод–анод: а) R = R1 ×105 Ом, б) R = R2 × 1 Ом, в) R = R3 ×10–6 Ом; Uпит = 1000 В, коэффициент усиления поля 10 (расчет по формуле Фаулера–Нордгейма).

Скачать (20KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024