Details

Объект исследования- система из многослойных полевых эмиттеров. Цель работы- расчёт электронной пушки, в которой электронный поток формируется от нескольких эмиссионных структур. В работе рассмотрена электронная пушка, содержащая пять ленточных катодов с многослойными эмиссионными структурами на основе гафния и платины. Расчёты выполнялись методом конечных элементов с последующим моделированием траекторий движения электронов. При определении эмиссионных характеристик использовалось уравнение Фаулера–Нордгейма. Использована прикладная программа: COMSOL Multiphysics для исследования характеристик. В ходе исследования были определены оптимальные геометрические параметры электронной пушки: расстояние от катодной сборки до анодной диафрагмы ℎ = 2,83 мм, угол наклона катодов 𝑑 = 17,99° и напряжение на диафрагме 𝑈 = 10 кВ. По результатам расчётов получены траектории диаф движения электронов и вольт-амперные характеристики системы. При увеличении анодного напряжения от 5 до 15 кВ полный ток эмиссии возрастает от 36,6 до 41,55 мА, а ток электронов, прошедших через анодную диафрагму, составляет от 25,5 до 30,9 мА. Полученные результаты подтверждают возможность формирования суммарного электронного потока за счёт использования нескольких многослойных полевых эмиттеров.

Object of study — a system of multilayer field emitters. Purpose of the work — calculation of an electron gun in which the electron beam is formed by several emission structures. This work considers an electron gun containing five strip cathodes with multilayer emission structures based on hafnium and platinum. Emission currents were evaluated from local electric field values using the Fowler–Nordheim formalism. A optimisation of the electron gun geometry was carried out. Applied software: COMSOL Multiphysics for characterization studies. As a result, the following parameters were found to provide the most uniform emission conditions for all cathodes: the cathode-to-aperture distance ℎ = 2. 83mm, the cathode inclination angle 𝑑 = 17. 99 , and the diaphragm ◦ voltage 𝑈 kV. As a result of the calculations, electron trajectories and 𝑑𝑖𝑎𝑓 = 10 current–voltage characteristics of the system were obtained. When the anode voltage increases from 5 to 15 kV, the total emission current increases from 36,6 to 41,55 mA, while the current of electrons passing through the anode aperture ranges from 25,5 to 30,9 mA. The obtained results confirm the possibility of forming a combined electron beam using multiple multilayer field emitters.

• ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. МЕТОДИКА РАСЧЁТОВ
• ГЛАВА 2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТОВ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ