Вышедшие номера
Характеристики матричного катода из карбида кремния в предпробойных и пробойных условиях
Морозов В.А. 1, Егоров Н.В. 1, Трофимов В.В. 1, Никифоров К.А. 1, Закиров И.И. 2, Кац В.М. 1, Ильин В.А. 3, Иванов А.С.3
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург, Россия
3Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
Email: v.morozov@spbu.ru
Поступила в редакцию: 29 ноября 2022 г.
В окончательной редакции: 1 февраля 2023 г.
Принята к печати: 1 февраля 2023 г.
Выставление онлайн: 21 марта 2023 г.

Исследован перспективный источник полевой электронной эмиссии на основе микроразмерных монолитных матричных катодов. Матричные многоострийные эмиттеры изготовлены на монокристаллических пластинах карбида кремния (0001С) 6H-SiC n-типа проводимости с использованием технологии двухступенчатого реактивного ионного травления в атмосфере SF6/O2/Ar. Для реализации предпробойных и пробойных условий работы катода использовалась экспериментальная установка на базе генератора коротких высоковольтных импульсов ГКВИ-300. Генерировалась серия наносекундных импульсов напряжения с амплитудами от 120 до 250 kV. Для изучения характеристик матричного катода в предпробойном и пробойном состоянии пучок эмитированных автоэлектронов отделялся от ионного факела или катодной плазмы, образующейся на следующих фазах пробоя, путем постановки в межэлектродный промежуток титановой фольги толщиной 50 μm под нулевым потенциалом. Построенные по пиковым значениям напряжения и тока, прошедшего через фольгу, вольт-амперные характеристики в координатах Фаулера-Нордгейма близки к прямолинейным. Вольт-амперные характеристики, построенные для каждого из импульсов по фронту и спаду, демонстрируют расхождение. После проведенных экспериментов катод из карбида кремния был исследован в растровом электронном микроскопе. Ключевые слова: полевая электронная эмиссия, микроразмерный матричный катод, карбид кремния, предпробой, пробой, короткие высоковольтные импульсы. DOI: 10.21883/JTF.2023.04.55046.257-22