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《中国电子学会真空电子学分会第二十一届学术年会论文集》2018年
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碳纳米管制备研究及其在新型电真空器件中的应用

王永军  张虎忠  孙健  孟伟  裴晓强  李得天  
【摘要】:碳纳米管是一种理想的场致发射阴极材料,具有常温下工作、物理化学性能稳定、响应时间快等一系列优点。本文基于化学气相沉积方法在不锈钢衬底上成功制备了垂直取向的碳纳米管阵列和随机取向的碳纳米管薄膜,并作为场发射电子源在超高真空计和微推力胶体推力器中得到应用。研究表明,在垂直取向的碳纳米管阵列中,碳纳米管平均直径约24 nm,开启电场约1.9 V/μm,最大发射电流能可达16 mA/cm~2,作为超高真空计阴极电子源,在N2和Ar氛围中真空计1年内的工作稳定性分别为1.6%和2.0%。随机取向的碳纳米管平均直径约60 nm,开启电场约2.1 V/μm,最大发射电流可达24 m A/cm~2。当其用于微推力胶体推力器的中和器电子源时,呈现出良好的中和特性,并且电子源在10 m A/cm~2的发射电流密度下连续工作50 h后,发射电流的波动仅为3.4%。本项研究制备的碳纳米管优异的场致电子发射特性,使其有望在电离真空计、x射线管、微推力中和器等新型电真空器件中获得应用。
【作者单位】:兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室
【分类号】:TB383.1;TN105

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