基于太赫兹真空器件的微型阴极抑制膜特性研究
作者:
作者单位:

中国电子科技集团公司 第十二研究所,北京 100015

作者简介:

张敏(1980-),女,博士,高级工程师,主要研究方向为物理电子学、阴极电子学.email:404212042@qq.com.
张珂(1974-),男,硕士,研究员,主要研究方向为物理电子学、阴极电子学.
杨鹏云(1981-),女,硕士,高级工程师,主要研究方向为膜层制备工艺.

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Study on the characteristics of mini-cathode anti-emission coating based on THz vacuum devices
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Beijing Vacuum Electronics Research Institute,Beijing 100015,China

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    摘要:

    为满足太赫兹真空器件对阴极的大电流密度、小电子注尺寸需求,利用双离子束辅助沉积技术在浸渍钪酸盐阴极表面沉积Ta/Zr抑制膜,并利用聚焦离子束刻蚀技术制备出发射面直径为100 μm的微型热阴极。在此基础之上着重研究这种阴极的抑制膜特性,研究表明,Ta/Zr膜层比Zr膜层临界附着力更强,双离子束辅助沉积制备的Ta/Zr抑制膜比磁控溅射制备的Ta/Zr抑制膜更加致密,并且抑制发射寿命更长。阴极良好的抑制效果一方面是因为Ba扩散至Zr中形成高功函数物质,另一方面是因为Ta/Zr复合膜层高度致密有效抑制了Ba的扩散。

    Abstract:

    In order to meet the demand of THz vacuum devices for miniature electron beam with high current density, a kind of miniature cathode has been prepared by depositing Ta/Zr coating on impregnated scandate cathode surface via dual Ion-Beam-Assisted Deposition (Dual IBAD) and etching an emission zone with a diameter of 100 m via Focus Ion Beam(FIB). Based on the previous study, this paper focuses on the characteristics of anti-emission coating. It is shown in the experimental results that Ta/Zr coating prepared by dual Ion Beam Assisted Deposition(Dual IBAD) can suppress electron emission more effectively and has a longer life time than that prepared by magnetron sputtering. The reasons for the sound anti-emission performance are that composition with high work function is formed in the process of Barium diffusion into the Ta/Zr coating, and that Barium diffusion is effectively suppressed by the high dense Ta/Zr coating.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

张敏,张珂,杨鹏云.基于太赫兹真空器件的微型阴极抑制膜特性研究[J].太赫兹科学与电子信息学报,2024,22(1):17~21

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  • 收稿日期:2023-10-02
  • 最后修改日期:2023-10-28
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  • 在线发布日期: 2024-02-01
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