Field electron spectroscopy of a molecular-sprayed oxide thermocathode
Abstract
The results of a study of the emission characteristics of a molecular-sprayed oxide thermocathode based on triple carbonate of alkaline earth metals with an emission layer thickness of ~1 µm in the operating temperature range of 590-730 °C. are presented. The results are in good agreement with those obtained earlier for a serial oxide thermocathode with an emission layer thickness of ~100 µm applied by pulverization, and correspond to the model of a "spotted cathode" - a superposition of emission spots at different stages of activation. An idea of the activation phenomenon occurring at a given temperature in a certain range of values of the electric field strength on the surface of emission spots is detailed both with an increase and a decrease in the anode voltage. The energy spectra of the emitted electrons of a separate emission spot with a half-height width of ~100 meV have been obtained. The values of the potential change of the emitting surface of the cathode within the probed region of 0.9 V and the potential drop on the emission layer under the probed region of 4.1 V were measured.
- oxide thermocathode
- thermal emission
- thermal activation
- Current activation
- electron spectroscopy
- electronic structure
Аннотация (на русском)
Полевая электронная спектроскопия молекулярно-напыленного оксидного термокатода
Представлены результаты исследования эмиссионных характеристик молекулярно-напыленного оксидного термокатода на основе тройного карбоната щелочноземельных металлов с толщиной эмиссионного слоя ~1 мкм в диапазоне рабочих температур 590 ÷ 730 °С. Результаты находятся в хорошем согласии с полученными ранее для оксидного термокатода с толщиной эмиссионного слоя ~100 мкм, наносимого методом пульверизации, и соответствуют модели «пятнистого катода» - суперпозиции эмиссии пятен, находящихся на разных этапах активации. Детализировано представление о явлении активации, протекающем при заданной температуре в некотором интервале значений напряженности электрического поля на поверхности эмиссионных пятен как при повышении, так и при понижении анодного напряжения. Получены энергетические спектры эмитированных электронов отдельного эмиссионного пятна с шириной на полувысоте ~100 мэВ. Измерены величины изменения потенциала эмитирующей поверхности катода в пределах зондируемой области ~0,9 В, и падения потенциала на эмиссионном слое под зондируемой областью ~4,1 В.
For citation
Lobanov V.M., Budzinsky Y., Sheshin E.P., Zhabin G.A., Lobanov S.V., Chadaev N.N. Field electron spectroscopy of a molecular-sprayed oxide thermocathode // Journal of Radio Electronics. – 2024. – No. 9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.9.8
References
- Лобанов В.М., Шешин Е.П., Чадаев Н.Н., Лобанов С.В. Особенности эмиссии и полевая электронная спектроскопия оксидного термокатода. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. №4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.4.6
- Лобанов В.М., Шешин Е.П., Лобанов С.В., Чадаев Н.Н. Полевая электронная спектроскопия оксидного термокатода. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. №9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.9.11
- Г.А. Жабин, А.В. Коннов. Влияние способа изготовления мишени (BaSrCa)CO3 и рабочего газа на эмиссионные свойства молекулярно-напыленных микрокатодов. // Прикладная физика. 2023. № 2. C. 77-83. https://doi.org/10.51368/1996-0948-2023-2-77-83
- Жабин, Г.А. О технологии изготовления молекулярно-напыленных оксидных катодов с повышенной плотностью тока. // Сборник статей VII Всероссийской научно-технической конференции "Электроника и микроэлектроника СВЧ". Санкт-Петербург. СПбГЭТУ. 2018. С. 182-186. https://mwelectronics.etu.ru/assets/files/2018/1/05_12.pdf