Details

Работа посвящена исследованию системы из микроострий для автоэлектронной эмиссии и получению зависимостей коэффициента усиления и плотности тока при различных конфигурациях. Цель работы – выявление параметров рабочих конфигураций системы микроострий для автоэлектронной эмиссии. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: 1) Изучение теоретической литературы по тематике работы; 2) Построение трехмерной модели системы катодов в ПО COMSOL, получение распределения напряженности электрического поля; 3) Проведение параметрического анализа по расположению и радиусу микроострий и оценка коэффициента усиления; 4) Расчет плотности тока на одном острие и оценка суммарной плотности тока всего массива на единицу площади. В результате исследования были построены модели микроострий, для которых был проведён электростатический анализ в среде COMSOL. В результате исследования были получены зависимости коэффициента усиления поля при различных параметрах кривизны поверхности и взаимного расстояния между ними. В работе впервые оценена энергоэффективность двух форм электродов, дана оценка диапазона применимости. Массивы данных микроострий имеют широкое применение в микро- и наноэлектронике. В работе для расчетов использовалось ПО COMSOL, а для обработки и результатов использовались ПО Microsoft Word и Microsoft Excel.

Object of study is the microtip system for autoelectronic emission and obtaining dependencies of the enhancement factor and current density under various configurations. The aim is identification of operational parameters of the microtip system configuration for autoelectronic emission. The following tasks were solved: 1. Study of the theoretical literature on the research topic; 2. Construction of a three-dimensional model of the cathode system in COMSOL software, obtaining the electric field distribution; 3. Conducting a parametric analysis of the microtip arrangement and radius, and evaluating the enhancement factor; 4. Calculation of the current density on a single tip and estimation of the total current density of the entire array per unit area. As a result of the study, models of microtips were constructed, and electrostatic analysis was conducted on them in the COMSOL environment. As a result of the study, the dependencies of the field enhancement factor on various parameters of surface curvature and mutual distance between them were obtained. The energy efficiency of two electrode shapes was evaluated for the first time, and the range of their applicability was assessed. Microtip arrays have broad applications in micro- and nanoelectronics. In the work, COMSOL software was used for calculations, while Microsoft Word and Microsoft Excel were employed for data processing and results.