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.
  1. В.В. Лучинин. Наноиндустрия, 4 (65), 78 (2016). DOI: 10.22184/1993-8578.2016.66.4.40.50 [V. Luchinin. Nanoindustry, 4 (65), 78 (2016). DOI: 10.22184/1993-8578.2016.66.4.40.50]
  2. A.V. Afanasyev, B.V. Ivanov, V.A. Ilyin, A.F. Kardo-Sysoev, M.A. Kuznetsova, V.V. Luchinin. Mater. Sci. Forum, 740- 742, 1010 (2013). DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.740-742.1010
  3. M.-G. Kang, H.J. Lezec, F. Sharifi. Nanotechnology, 24, 065201 (2013). DOI: 10.1088/0957-4484/24/6/065201
  4. J.H. Choi, L. Latu-Romain, E. Bano, F. Dhalluin, T. Chevolleau, T. Baron. J. Phys. D: Appl. Phys., 45, 235204 (2012). DOI: 10.1088/0022-3727/45/23/235204
  5. L. Latu-Romain, M. Ollivier, V. Thiney, O. Chaix-Pluchery, M. Martin. J. Phys. D: Appl. Phys., 46, 092001 (2013). DOI: 10.1088/0022-3727/46/9/092001
  6. R. Wu, K. Zhou, J. Wei, Y. Huang, F. Su, J. Chen, L. Wang. J. Phys. Chem. C, 116 (23), 12940 (2012). DOI: 10.1021/jp3028935
  7. H.C. Lo, D. Das, J.S. Hwang, K.H. Chen. Appl. Phys. Lett., 83, 1420 (2003). DOI: 10.1063/1.1599967
  8. И.Д. Евсиков, С.В. Митько, П.Ю. Глаголев, Н.А. Дюжев, Г.Д. Демин. ЖТФ, 90 (11), 1931 (2020). DOI: 10.21883/JTF.2020.11.49986.136-20 [I.D. Evsikov, S.V. Mit'ko,  P.Yu. Glagolev, N.A. Djuzhev, G.D. Demin. Tech. Phys. 65 (11), 1846 (2020). DOI:10.1134/S1063784220110067]
  9. Н.В. Егоров, Е.П. Шешин. Автоэлектронная эмиссия. Принципы и приборы (Издат. дом Интеллект, Долгопрудный, 2011), 704 с. [N. Egorov, E. Sheshin. Field emission electronics. Springer Series in Advanced Microelectronics (2017), v. 60. DOI: 10.1007/978-3-319-56561-3]
  10. К.А. Никифоров, Н.В. Егоров, М.Ф. Сайфуллин. ЖТФ, 85 (11), 55 (2015). [Nikiforov, K.A., Egorov, N.V. Saifullin, M.F. Tech. Phys. 60 (11), 1626 (2015). DOI: 10.1134/S1063784215110225]
  11. Г.К. Карцев, Г.А. Месяц, Д.И. Проскуровский, В.П. Ротштейн, Г.Н. Фурсей. ДАН СССР, 192 (2), 309 (1970). [G.K. Kartsev, G.A. Mesyats, D.I. Proskurovskii, V.P Rotshtein, G.N. Fursei. Soviet Phys. Dokl., 15, 475 (1970).]
  12. V.A. Morozov, A.A. Lukin, G.G. Savenkov, I.A. Oskin. 2015 International Conference "Stability and Control Processes" in Memory of V.I. Zubov (SCP) (2015), p. 177-179. DOI: 10.1109/SCP.2015.7342084
  13. N. Egorov, E. Sheshin, Carbon-Based Field Emitters: Properties and Applications, in Vacuum Electron Sources, ch. 10, G. Gartner , W. Knapp, R.G. Forbes, Eds. (Springer, 2020)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.