Details

Работа посвящена исследованию автоэмиссионных катодов на основе углеродных нанотрубок и получению коэффициента усиления при различных конфигурациях нанотрубки. Цель работы – выявление параметров и рабочих конфигураций углеродных нанотрубок в качестве катодов для автоэлектронной эмиссии. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: 1. Изучение научной литературы по тематике работы; 2. Построение модели автоэмиссионного катода в среде моделирования COMSOL при различных структурных параметрах углеродной нанотрубки; 3. Получение срезов распределения напряженности электрического поля и коэффициента усиления поля; 4. Проведение параметрического анализа для различных конфигураций однослойных и многослойных нанотрубок, сопоставление результатов. 5. Расчет плотности тока автоэлектронной эмиссии. В результате исследования получены модели нанотрубок и с помощью метода конечных элементов проведен электростатический анализ. В результате исследования впервые получены зависимости коэффициента усиления поля в условиях заточки внешнего слоя нанотрубки. Полученные результаты могут иметь широкое применение в области вакуумной микро- и наноэлектронике. Для численного моделирования использовалось ПО COMSOL, а для анализа и систематизации результатов – Microsoft Word, Excel.

The work is devoted to the study of auto-emission cathodes based on carbon nanotubes and obtaining a gain factor for various nanotube configurations. The aim of the work is to identify the parameters and working configurations of carbon nanotubes as cathodes for automotive electronic emissions. To achieve this goal, the following tasks were set: 1. Study of scientific literature on the subject of the work; 2. Construction of an autoemission cathode model in a COMSOL simulation environment with various structural parameters of a carbon nanotube; 3. Obtaining slices of the distribution of electric field strength and field gain; 4. Carrying out parametric analysis for different configurations of single-layer and multilayer nanotubes, comparing the results; 5. Calculation of the current density of the car electronic emission. As a result of the study, the dependences of the field gain coefficient under the conditions of sharpening the outer layer of a nanotube were obtained for the first time. The results obtained can have wide application in the field of vacuum micro- and nanoelectronics. COMSOL software was used for numerical modeling, and Microsoft Word and Excel were used for analysis and systematization of the results.