Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2024, № 7 · PHYSICAL PROBLEMS OF ELECTRONICS

Investigation of field emission current fluctuations of cathodes made of PAN carbon fibers

I.E. Bazanov1, A.V. Kudriashov1, L.S. Mayorova1, D.M. Fung1, E.P. Sheshin1

1 Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudnyi
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2024.7.9 UDC 537.533.2 EDN AGVJQV

Abstract

This paper presents the process of obtaining field emission, as well as the study of fluctuations in the autoemission current of carbon cathodes based on PAN fibers. The relevance of this article is confirmed by the fact that the technology of creating field emission determines the efficiency of electronic devices, and current fluctuations can serve as an indicator of the quality of these devices. At the same time, this study shows that the degree of current fluctuations in the field emission depends on the geometry of the device. As a result, the I-V curve was obtained at different distances between the cathode and the anode.

  • field emission
  • i-V curve
  • carbon cathods
  • PAN fibers
  • fluctuations
  • electronic devices
Аннотация (на русском)

Исследование флуктуаций автоэмиссионного тока катодов из ПАН углеродных волокон

В данной работе представлен процесс получения автоэлектронной эмиссии, а также исследование флуктуаций автоэмиссионного тока углеродных катодов на основе полиакрилонитрильных (ПАН) волокон. Актуальность данной статьи подтверждается тем, что технология создания автоэмиссии определяет эффективность работы электронных приборов и устройств, а показателем качества этих приборов могут выступать флуктуации тока. При этом в данном исследовании показано, что степень флуктуаций тока при автоэлектронной эмиссии зависит от геометрии устройства. Как итог, получены вольт-амперные характеристики (ВАХ[Л1] ) при разных расстояниях между катодом и анодом.

For citation

Bazanov I.E., Kudriashov A.V., Mayorova L.S., Fung D.M., Sheshin E.P. Investigation of field emission current fluctuations of cathodes made of PAN carbon fibers // Journal of Radio Electronics. – 2024. – No. 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.7.9

References

  1. Елинсон М.И., Васильев Г.Ф. Автоэлектронная эмиссия. Москва: Физматгиз, 1958[Л5]. С. 274.
  2. Бондаренко Б.В., Рыбаков Ю.Л., Шешин Е.П., Щука А.А. Автоэлектронные катоды и приборы на их основе. Москва: ЦНИИ.Электроника., 1981. C. 58.
  3. Pierson O. Guide to Carbon, Graphite, Diamond and Fullerenes: Properties, Processing and Applications. Noyes. Park Ridge. N. J. 1992.
  4. Oshima C., Matsuda K., Kona T., Mogami Y., M. Komaki M., Murata Y., Yamashita T., Saito Y., Hata K., Takakura A. Electron Emission Sites on Carbon Nanotubes and the Energy Spectra // Jpn. J. Appl. Phys. 2001 V. 40 P. 1257.
  5. Lobanov S.V., Sheshin E.P. Carbonate-based field emission cathode // Materials today: Proceedings. 2018. V. 5. P. 26140-26145.
  6. Шешин Е.П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов. Долгопрудный: МФТИ, 2001. С. 126.
  7. Colin Lee., J. Fiz. Field emission from carbon fibers //j. of Physics D: Applied Physics. 1973. V. 6. N. 9. P. 1105-1114.
  8. Бахтизин Р.З., Гоц С.С. Информационно-измерительный комплекс на базе микро-ЭВМ "Электроника ДЗ-28" для исследования спектральных характеристик случайных процессов // Приборы и техника эксперимента. 1985. Н. 3. С. 216.
  9. Бондаренко Б.В. Проблема стабильности автоэлектронной эмиссии и некоторые пути ее решения // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1980. Вып. 9 (321). С. 3-8.
  10. Бондаренко Б.В. Способы повышения стабильности и срока службы автоэлектронных катодов // Электронная техника. 1973. Cер. 1, вып. 6. C. 74-82.
  11. Ван дер Зил А. Шум, источники, описание, измерение. М.: Сов. радио, 1973.
  12. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1972.
  13. Чупина М.С., Барсов С.В., Лазарев М.Ю., Покровский Н.Н., Антонов А.А., Григорьева И.Г., Харитонов А.В., Шипков Н.Н. и Косатиков В.И. Слоисто-монолитный катод и способ его изготовления: aвт. cвид. СССР. No. 1658756. 1991.
  14. Simamuriy S. Carbonfibers. Moscow: Mir, 1987.
  15. Фиалков А.С. Углеграфитовые материалы. Москва: Энергия, 1979. С. 320.
  16. Yamamoto S., Hosoki S., Fukuhara M. Stability of carbon field emission current // Surf. Sci. 1979. V. 86. P. 734-742.
  17. Шешин Е.П. Эмиссионные характеристики углеродных волокон // Физические процессы в приборах электронной техники. Москва: МФТИ, 1980. С. 6-10.