正交场器件中碳纳米管冷阴极的回旋倍增效应研究

研究利用电子在正交场器件中的回旋倍增效应大幅提高碳纳米管(CNT)冷阴极发射电流和发射电流密度的理论和实验方法。它利用了在CNT薄膜表面镀宽带材料MgO等后可进一步降低开启场强，还具有高的二次电子发射系数的特点。用镀膜后的CNT代替正交场微波真空电子器件中的热阴极，通过场发射产生初始发射电子，部分电子在正交的电磁场共同作用下回轰到CNT表面产生二次电子的回旋倍增过程增强发射。为此需要研究强电场下二次电子发射的增强机理，CNT的回旋倍增机制，材料特性对回旋倍增的影响等，为提高CNT冷阴极发射电流提供新的思路和理论依据。由于该阴极电流密度的大幅度提高需要正交的电磁场，故它只能用于磁控管等正交场器件中，满足这类器件在瞬时启动、高效率、低噪声、减小体积和重量的需求。磁控管广泛应用于微波炉、微波加热设备和雷达等设备中。本项目的研究将为利用纳米技术推动真空电子学的发展提供一种新的途径。