С.С. Шапошников1, А.Ю. Таикин2, Е.П. Шешин3, А.С. Бугаев4

1-4 МФТИ (национальный исследовательский университет) (г. Долгопрудный, Россия)

Постановка проблемы. В настоящее время активно изучаются свойства катодов на основе различных углеродных материалов, в том числе на основе углеродных нанотрубок (УНТ), которые считаются наиболее перспективными. Однако до сих пор требования к стабильности эмиссионного тока и однородности автоэмиссионного изображения препятствовали созданию и широкому использованию устройств на их основе.

Цель. Исследовать автоэмиссионные свойстве многоэмиттерных катодов на основе УНТ и рассмотреть возможность их использования для разработки новых эффективных автокатодов, обеспечивающих высокую плотность тока и хорошее стабильное время работы.

Результаты. Проведено исследование автоэмиссионных свойств многоэмиттерных катодов на основе нитей из многостенных УНТ. Установлено, что рассматриваемые катоды дают хорошее свечение при низком напряжении включения и низком рабочем напряжении. По измеренным данным построены вольт-амперные характеристики для систем с такими катодами.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании приборов эмиссионной электроники, в частности, катодолюминесцентных источников света. Простота конструкции катодно-модуляторного узла повышает вероятность коммерческого успеха создания таких источников света.

Шапошников С.С., Таикин А.Ю., Шешин Е.П., Бугаев А.С. Исследование автоэмиссионных свойств многоэмиттерных катодов из углеродных нанотрубок // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 10. С. 150-154. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202210-17

1. Saito Y., Hata K., Takakura A., Yotani J., Uemura S. Field emission of carbon nanotubes and its application as electron sources of ultra-high luminance light source devices // Physica B: Condensed Matter. 2002. V. 323. Is. 1-4. P. 30-37.
2. Murakami H., Hirakawa M., Tanaka C., Yamakawa H. Field emission from well-aligned, patterned, carbon nanotube emitters // Applied Physics Letters. 2000. V. 76. Is. 13. P. 1776-1778.
3. Knapp W., Schleussner D., Baturin A.S., Yeskin I.N., Sheshin E.P. CRT lighting element with carbon field emitters // Vacuum. 2002. V. 69. Is. 1-3. P. 339-344.
4. Obraztsov A.N. Vacuum electronic applications of nano-carbon materials, in: Nanoengineered Nanofibrous Materials. Еds. by
   S. Guceri et al. // NATO Science Series II. V. 169. Dodrecht: Kluwer Academic Publishers. P. 329-339.
5. Шешин Е.П., Колодяжный А.Ю., Шорникова А.Л. Исследование автоэмиссионных свойств массивов радиально-ориентиро-ванных многостенных углеродных нанотрубок // Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век. 2015. № 1. С. 16-21.
6. Багдасарян С.А., Налимов С.А. Строение и эмиссионные свойства структур на основе углеродных наностенок и нитрида алюминия // Наукоемкие технологии. 2021. № 1. С. 56-64.
7. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // Успехи физических наук. 2002. № 4(172). С. 401-438.
8. Елецкий А.В. Холодные полевые эмиттеры на основе углеродных нанотрубок // Успехи физических наук. 2010. Т. 180. № 9. С. 897-930.
9. Endo M., Koyama T., Hishiyama Y. Structural Improvement of Carbon Fibers Prepared from Benzene // Japanese Journal of Applied Physics. 1976. V. 15. Is. 11. 2073 c.
10. Saito Y., Uemura S., Hamaguchi K. Cathode Ray Tube Lighting Elements with Carbon Nanotube Field Emitters // Japanese Journal of Applied Physics. 1998. № 37. P. L346-L348.
11. Бондаренко Б.В., Макуха В.И., Шешин Е.П. Автоэлектронные эмиттеры с развитой рабочей поверхностью // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1984. № 10. С. 44-47.
12. Бондаренко Б.В., Макуха В.И., Рыбаков Ю.Л., Шаров В.Б, Шешин Е.П. Модель микрорельефа автокатода с развитой эмиттирующей поверхностью // В кн.: Физические явления в электронных приборах. М.: МФТИ. 1986. С. 18-21.