电真空与电子材料技术
真空电子器件技术的发展
真空电子器件技术的发展随着人类对科技的不断探索和发展，真空电子器件技术也逐渐开始崭露头角。
真空电子器件技术是指利用真空环境下的气体放电与场致发射等现象进行电子或光子的发射、控制、放大和检测的一种电子技术。
真空电子器件技术的发展可以追溯到19世纪末的发掘真空技术，而真空技术自18世纪末就已经开始推展。
如今，真空电子器件技术在现代电子技术、通信技术、卫星导航技术、医学影像等多个领域展现出了广泛应用和良好前景。
一、真空电子器件的分类根据真空电子器件的不同工作原理和电子运动方式，可以将其主要分为放电器件、场致发射器件和光电子器件。
其中，放电器件主要由三极管、场效应管、真空管等构成；场致发射器件主要包括电子枪、微波电子器件等；光电子器件主要由光阴极、光电倍增管、超短脉冲光源等构成。
二、真空电子器件的应用领域在通信领域，真空电子器件技术被广泛应用于微波频段的通信系统中。
具体来说，真空电子器件可被用于制作微波放大器、微波合成器、微波调制器等器件，以及支持雷达、计算机、卫星等通信系统的运行。
在医学影像领域，真空电子器件技术被用于创建多种医疗设备。
例如，电子束与医学成像技术的结合可以产生高分辨率、高对比度图像；采用电子加速器或离子束治疗肿瘤可以产生高能射线。
在安检领域，利用电子束掃描技术，可以用于包括行李、个人安检，以及材料、食品等的非破坏检测。
三、真空电子器件技术的发展趋势真空电子器件技术是一种成熟的技术，可以被用于创建各种不同型号的电子器件。
然而，近年来，基于硅器件的微电子技术得到了迅速发展，因此真空电子器件技术面临到了一定的挑战，而且发展速度较之前放缓。
尽管如此，随着纳米技术、材料科学、微机电系统等多种技术的不断进步和发展，真空电子器件技术还是有大量的发展前景和创新空间的。
例如利用高功率微波对低功率微波的增益改善、新控制电极结构设计等技术的应用，可以使电子増益器的性能得到进一步提高。
综上所述，在当今数字时代的快速发展中，真空电子器件技术依然拥有丰富的应用前景和技术创新空间，是一个有时代性和未来性的技术领域。
第六章 电真空材料
电子科技大学物理电子学院
微波电真空器件国家级重点实验室
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图6-1钼尖锥FEA
目前阴极的发展趋势：采用热电子发射和场致电子发射 原理发展复合阴极。
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缺点： a.阴极蒸发问题，影响阴极的使用寿命。 2） 制备： 关于浸渍式钡钨阴极和压制式钡钨阴极的制备过程，请同学 们见教材P525~526。下面我给大家介绍几个基本方法。 a.激活：所谓的激活过程就是要使阴极产生超额钡原子。因 为自由钡原子的存在以及足够多的钡原子扩散到阴极表面， 才可能使阴极具有良好的发射能力。 b.老炼：把阴极在比工作温度稍高的温度下保持一定时间， 同时支取电流，轰击其他电极使之出气，让所出气体被新蒸 发的吸气剂吸收掉，使发射更加稳定。 c.阴极中毒：受管内残余气体或残留物后作用，阴极的电子 发射能力迅速下降。 d.活性物质：能提供发射电子的物质。
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3.场致电子发射和场致发射阴极 上面我们讲了热电子发射，但它存在如下的缺点： 需要消耗能量来加热发射体，而且效率低； 阴极这种热的耗散会使周围的电极升温，引起放弃， 蒸发加剧，从而又会引起打火、漏电，甚至极间短路； ③ 热电子发射热能利用率低，一般而言，不超过100A/cm^2； ④ 阴极工作需要一个预热时间，器件才能正常工作。
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简介钡钨阴极： 因为钡钨阴极在微波电真空器件应用的最广泛，所以我以 此为例来介绍钡钨阴极的特点、制备等。 1) 特点： 钡钨阴极就是利用海绵状钨的多孔性，即钨粒间有相当大 的间隙的钨体做成阴极，使大量活性物质储备在这样的阴 极钨体中，或者储备在钨体下面专门的小室中，钡原子就 可以源源不断地沿着钨粒间的孔隙向表面扩散，从而使阴 极保持稳定的发射。 优点： a. 发射能力大，寿命长，耐离子轰击和抗中毒能力强，而 且在结构上有良好的机械; b.强度、耐冲击、抗震动。
真空物理学与真空技术的应用
真空物理学与真空技术的应用真空物理学是研究低压空气环境下的物理现象和性质的学科，而真空技术则是应用真空物理学原理和技术手段来创造和维持真空环境的技术。
真空在现代科学和工业中扮演着重要的角色，它的应用领域广泛，涉及到物理学、电子学、光学、材料科学等诸多领域。
本文将探讨真空物理学和真空技术在不同领域的应用。
一、真空物理学在科学研究中的应用1. 真空室的应用：真空室是实验中创造和维持真空环境的装置，广泛应用于物理学、化学、生物学等实验中。
在真空环境中，可以消除气体分子的扰动，提供一个几乎没有气体分子碰撞的独特环境，对于高精度实验和精确测量非常重要。
2. 气体放电研究：在真空条件下，利用电场加速电子，然后与气体分子碰撞产生放电现象。
通过对放电的研究，可以探索气体放电的机制和性质，从而深入了解气体物理学和等离子体物理学的基本原理。
3. 真空中的粒子加速器：真空是粒子加速器运行的必备条件。
粒子加速器利用高速带电粒子相互碰撞，从而研究物质的性质和结构。
在真空环境中，可以消除带电粒子与气体分子的相互作用，保证粒子可以在加速器中稳定运动。
二、真空技术在电子工业中的应用1. 真空电子器件：真空技术在电子工业中有着广泛的应用。
例如真空管，它利用真空中的电子流动来放大、开关和检测电信号。
真空技术也用于制造显示器、激光器、微电子器件等。
2. 半导体制造工艺：在半导体制造过程中，利用真空技术可以消除空气中的污染物和微粒，保证制造过程的纯净度。
同时，真空技术也广泛应用于薄膜沉积、离子注入、退火等工艺步骤中。
三、真空技术在光学领域的应用1. 光学薄膜镀膜：光学薄膜广泛应用于镜片、透镜、光学仪器等光学设备中。
利用真空技术，可以在物体表面沉积一层均匀的光学薄膜，提高反射率、透过率等光学性能。
2. 激光器制造：激光器内部需要保持高度的真空环境，以避免气体分子与激光器产生相互作用。
真空技术在激光器的制造和维护中起着重要的作用。
四、真空技术在材料科学中的应用1. 薄膜制备：利用真空技术，可以在基底上制备出具有特定特性的薄膜材料，如金属薄膜、陶瓷薄膜、聚合物薄膜等。
真空电子技术
序化转变的最佳热处理温度在400—500℃，在这个热处理温度范围内，薄膜软硬磁耦合较好，矫顽力适当（306kA/m），晶粒尺寸约为10nm，适合于做高密度磁记录介质材料。
图5表0参10TM2732006060103纳米软、硬磁性晶粒间的交换耦合及其有效各向异性/韩广兵，高汝伟，冯维存，刘汉强，白岗(山东大学物理与微电子学院)//功能材料与器件学报.―2005，11（4）.―401～405.以软磁性相α-Fe和硬磁性相Nd2Fe14B为例，研究了软、硬磁性晶粒间的交换耦合作用和有效各向异性常数〈K sh〉随晶粒尺寸的变化关系。
由于晶粒间的交换耦合作用，晶粒可分为晶粒内部无界面交换耦合作用影响和晶粒表面有界面交换耦合作用影响两部分，其各向异性常数为两部分的统计平均值。
计算结果表明：对固定的软磁性晶粒尺寸D s，〈K sh〉随硬磁性晶粒尺寸D h一致增加；对固定的D h，〈K sh〉随D s一致减小。
为使软、硬磁性晶粒间的有效各向异性常数K o ff。
保持较高的值，应控制硬磁性晶粒大于35nm，软磁性晶粒在10nm左右。
图4表0参12TM2772006060104 C o2＋对C o x Fe3-x O4铁氧体结构与磁特性的影响/焦永芳，李锐，刘钧，方庆清(安徽大学物理与材料科学学院)//功能材料与器件学报.―2005，11（4）.―481～484.采用化学共沉法制备了纳米尺度的钴铁氧体Co x Fe3-x O4（x=0.2～1.0）粉料，并在1260—1340℃温度下进行了退火处理，利用X射线衍射仪（XRD）、振动样品磁强计（VSM）对样品的结构和磁性进行了测量和分析。
实验结果表明，当钴含量高（x≥0.7）时样品形成了单一的具有尖晶石结构的钴铁氧体，而钴含量x＜0.7时样品生成了尖晶石结构的钴铁氧体相和仪α-Fe2O3相Co x Fe3-x O4的比饱和磁化强度σs随x的增加呈现出了先增后减的趋势，在x=0.8时出现峰值；x=0.5～0.8范围内，矫顽力H c随钴含量的增加有所下降，随后迅速增加，在x=1.0附近能同时得到较大的σs和H c值。
电真空材料与工艺
研究：新材料的物理、化学、机械性能等
应用：电真空器件、电子设备、航空航天等领域 发展趋势：新材料的研发和应用将越来越广泛对电真空材料与工艺的发 展具有重要影响。
新工艺的研发与创新
研发方向：提高材料性能、降 低成本、提高生产效率
创新点：新材料、新工艺、新 技术
研发成果：新型电真空材料、 高效生产工艺
电子通信：电真空材料在电子通信 领域有广泛应用如微波通信、卫星 通信等
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电子显示：电真空材料在电子显示 领域有广泛应用如液晶显示器、等 离子显示器等
电子测量：电真空材料在电子测量 领域有广泛应用如电子显微镜、电 子探针等
能源与环保领域的应用
电真空材料在太阳能电池中的应用 电真空工艺在风能发电中的应用 电真空材料在节能照明中的应用 电真空工艺在环保设备中的应用
按材料性质可分为：金属、陶瓷、玻璃、 塑料等
按材料形状可分为：圆柱形、圆锥形、 球形等
按材料结构可分为：单层、多层、复合 等
按材料加工工艺可分为：热压、冷压、 烧结等
电真空材料的特性
耐高温：电真 空材料能够在 高温环境下保
持稳定
耐辐射：电真 空材料能够抵 抗辐射保持性
能稳定
绝缘性：电真 空材料具有良 好的绝缘性能 能够防止电击
航空航天领域的应用
电真空材料在航空航 天领域的应用广泛如 真空电子器件、真空 泵、真空阀门等。
电真空材料在航空航 天领域的应用可以提 高设备的性能和可靠 性降低设备的重量和 体积。
电真空材料在航空航 天领域的应用可以提 高设备的耐久性和使 用寿命降低设备的维 护成本。
电真空材料在航空航 天领域的应用可以提 高设备的安全性和稳 定性降低设备的故障 率和事故率。
真空电子技术
TM277+.2 2010030210 镍掺杂W型铁氧体的制备及电磁性能研究/ 许乃岑，宋杰，王丽熙，沈加林，张其土(南京工业大学材料科学与工程学院)// 电子元件与材料. ―2009，28（11）. ―8～11.采用固相球磨法，制备了镍掺杂W型铁氧体Ba（Zn1-x Ni x）Fe16O27粉体。
利用XRD及SEM分析了所制粉体的相组成及形貌，用微波网络分析仪对镍掺杂W型铁氧体粉体的微波电磁性能进行了研究。
结果表明：1300℃时，生成了W型铁氧体相，形成了较完整的平面六角片状结构。
在2～18GHz 频段，随着Ni掺杂量的增加，W型铁氧体的ε’、μ’和μ”的值随之增大，在镍掺杂量达到最大时（x=1.0），磁损耗达到最大。
图9表0参10TM277+.4 2010030211 Fe3O4/MgO（100）薄膜的激光分子束外延与磁电学性能/ 曹林洪，吴卫东，唐永建，葛芳芳，白黎，王学敏(中国工程物理研究院激光聚变研究中心)// 强激光与粒子束. ―2009，21（12）. ―1819～1823.采用激光分子束外延方法，以烧结a-Fe2O3为靶材，在MgO（100）基底上制备了Fe3O4薄膜。
通过反射高能电子衍射原位观察了薄膜生长前后的表面结构，结果表明所生长的Fe3O4薄膜表面平整。
经显微激光拉曼光谱和X光电子能谱分析证实所得薄膜表面成分为纯相Fe3O4。
磁电学性能采用多功能物性系统测量，结果表明：当温度降至100K附近时，薄膜电阻率有较大增加，Verwey相转变的范围变宽而且不明显，说明反向晶粒边界的存在；在7160kA·m-1的磁场下，室温磁电阻达到－6.9％，在80和150K温度下磁电阻分别达到－10.5％和－16.1％；薄膜的室温饱和磁化强度约为260kA·m-1，其矫顽磁场约为202kA·m-1。
图6表0参175、真空电子技术O461 2010030212 介质阻挡放电中的局域态粒子对结构/ 杨玉杰，董丽芳，贺亚峰，岳晗(河北大学物理科学与技术学院)// 河北大学学报（自然科学版）. ―2009，29（4）. ―365～368.采用双水电极装置，研究了在大气压下氩气介质阻挡放电系统中所观察到的局域态粒子对结构。
真空电子学与微电子加工技术
工作原理：真空电子器件利用气体导电的原理，将电能转换为电磁能，而微电子器件则 利用半导体材料的特性，实现电子的控制和操作。
应用领域：真空电子器件主要用于雷达、通信等领域，而微电子器件则广泛应用于计算 机、电子消费品等领域。
交叉融合在新型器件和系统中的应用和前景
新型器件：如真空电子器件和微电子器件的集成，实现高性能和低功耗
系统应用：在通信、雷达、医疗等领域，实现高效、高精度和微型化的系统
交叉融合优势：利用真空电子学的优点，如高功率、高效率等，结合微电子加工技术的优势，如 高集成度、低成本等，提高器件性能和系统稳定性
微电子加工技术的基本原理和应用领域
基本原理：通 过光刻、刻蚀、 掺杂等工艺， 在半导体材料 上制造微小电 路和器件的科
学技术。
应用领域：计 算机芯片、通 信、医疗、航 空航天等高科
技领域。
03
真空电子器件与微电子器件的比较
真空电子器件与微电子器件的异同点
器件材料：真空电子器件主要利用气体为工作介质，而微电子器件则使用半导体材料。
人工智能领域：微电子加工技术为人工智能芯片的制造提供了关键技术，加速了人工智 能技术的进步和应用。
生物医疗领域：微电子加工技术在生物医疗领域的应用不断拓展，如可穿戴设备、植入 式医疗器械等，为医疗健康产业的升级提供了技术支持。
航空航天领域：微电子加工技术为航空航天设备的轻量化、微型化提供了解决方案，有 助于提高航空航天领域的性能和安全性。
生物相容性电子 材料：与生物体 具有良好的相容 性，可用于生物 医学领域的植入 式器件和生物电 子器件。
新型微电子加工工艺和设备的发展
电真空及电子材料技术
电真空及电子材料技术1．新型霓虹灯制造专用设备2．车用多功能灯箱3．行波管产品与技术4．大功率速调管技术5．光转换剂技术6．新型电子粉系列产品技术新型霓虹灯制造专用设备技术针对国内霓虹灯行业急需进行现代化技术改造的需要，我们自行研制、设计、开发出KD系列霓虹灯制造专用设备。
该设备具有高水平的霓虹灯生产流程和工艺，排气的真空度和充气压力全部由仪表指示，改变了“做霓虹灯要靠老师傅的经验〞的局面。
从而真正实现了生产效率高、质量高、对工人技术要求低的事实。
设备系列：KD—2型KD—5型KD—5A型合作方式：技术转让主要设备及电压：1.工作电压380V或220V2.2X—4A机械泵一台3.专用电阻真空计一台4.K—100金属扩散泵一台5.高纯氩气、氖气钢瓶及充气系统一套6.300mA轰击变压器一台7.车用多功能灯箱车用多功能灯箱具有流动广告宣传、后雾刹车警示、紫外线杀菌消毒功能、报警功能。
1．车载流动广告随着我国经济的开展，车载户外广告媒介越来越受到商家重视。
车载流动广告接触面广，广告效果明显，使人印象深刻，车载流动灯箱广告将为城市增加一个新的亮点。
2．后雾刹车灯〔已获专利〕红光光谱为纳米，在最恶劣的雨雾天气条件下，红光具有最强的大气穿透力，具有最正确的视见度和清晰度。
红光灯应用到汽车领域做为后雾刹车灯使用，将大大减少各种事故。
3．紫外张杀菌消毒灯我们采用的冷阴极及使用先进设备和特殊工艺制作的紫外线杀菌灯具有长寿命、高可靠的特点，寿命可达5000小时以上。
考虑到对人体有少量的伤害，紫外杀菌灯在车内使用时，通过技术措施确保只能在车内无人的情况下才能开启，并延时自动切断。
合作方式：技术转让、合资办厂、产品代理行波管产品及技术我所微波电子学研究室从70年代开始研制通信卫星转发器用长寿命、高可靠行波管。
先后为我国运载火箭、洲际导弹、通信卫星、气象卫星和资源卫星工程提供了十余种型号的空间行波管。
在历次导弹、卫星发射中都圆满地完成任务，为我国卫星、火箭和导弹的开展作出了重大奉献。
南京理工大学真空电子技术专业介绍
真空电⼦技术专业 ⼀、专业特⾊ 本专业针对真空电⼦技术的发展趋势，突出真空电⼦技术和电⼦科学与技术学科的交叉和融合，以真空光电器件、材料与系统总体技术及相关的理论为专业特⾊。
⼆、培养⽬标 本专业培养德、智、体全⾯发展，具备真空电⼦技术与光电信息处理领域内宽厚理论基础、实验能⼒、知识⾯宽、创新能⼒强，能在真空电⼦技术、光电信息⼯程、微电⼦技术和通信与计算机等研究领域从事光电器件和系统的设计、开发、应⽤和管理等⽅⾯的⾼级⼯程技术⼈才。
三、培养要求 本专业的学⽣主要学习光电信息处理和真空电⼦技术的基本理论和基本知识，接受光电信息系统和真空电⼦技术分析与设计等⽅⾯的基本训练，具有设计、开发及应⽤的基本能⼒。
毕业⽣应获得以下⼏⽅⾯的知识和能⼒： 1．掌握光真空电⼦技术的基本理论、基本知识，主要包括光电成像探测、微电⼦学、真空电⼦技术设计与⼯艺、计算机原理及应⽤、图像处理等基本知识； 2．掌握光电信息采集、传输、处理、存储、显⽰等基本知识及相关系统和器件的分析研究、开发设计和制造的⼯程应⽤能⼒； 3．掌握真空电⼦技术制造⼯艺等基本知识及相关系统和器件的分析研究、开发设计和制造的⼯程应⽤能⼒； 4．了解真空电⼦技术与电⼦科学与技术科学的发展动态，具备扎实的理论和实践基础，能适应学科交叉和光电⼦和微电⼦产业的发展趋势； 5．具有⼀定独⽴⼯作能⼒、科学研究能⼒、以及知识⾃我更新和不断创新的能⼒； 6．具有较好的⼈⽂、艺术和社会科学基础，并熟练掌握⼀门外语。
四、学制与学位 标准学制：四年 修业年限：三⾄六年 授予学位：⼯学学⼠ 五、主⼲学科、交叉学科 主⼲学科：真空电⼦技术 交叉学科：电⼦科学与技术、光学⼯程、电⼦信息⼯程。
六、主要课程 电路原理、电⼦技术基础、信号与系统、微机原理及应⽤、半导体物理、固体物理、理论物理基础、软件技术、光电信号处理、光辐射原理、光电阴极、电⼦光学、光电⼦器件、真空电⼦技术、微电⼦技术、光电成像技术、显⽰技术、真空镀膜技术、半导体集成电路、集成电路测试技术、光电检测技术、固体电⼦器件（双语）、真空电⼦技术学科前沿讲座等。
真空电子技术
了其结构和磁性。
经873K退火处理15min后，利用X射线衍射仪测定薄膜晶体结构，采用俄歇电子能谱仪估算薄膜厚度和超导量子干涉仪测量其磁性。
磁性测量表明，1）该系列薄膜具有垂直于膜面的磁各向异性。
从起始磁化曲线和小回线的形状特征可知，矫顽力机制主要是由畴壁钉扎控制。
2）对于固定厚度（10nm）层的硬磁相Nd-Fe-B和不同厚度（d FeCo=1—100nm）层软磁相FeCo双层纳米复合膜，剩磁随软磁相FeCo厚度的增加快速增加，而矫顽力则减少。
当d F e Co=5nm时，最大磁能积达到160×103A/m。
磁滞回线的单一硬磁相特征说明，硬磁相Nd-Fe-B层和软磁相FeCo层之间的相互作用使两相很好地耦合在一起。
剩磁和磁能积的提高是由于两相磁性交换耦合所致。
图5表0参24TM2772006050125铁电磁体Pb（Fe1/2N b1/2）O3的磁电性能研究/杨颖，李启昌，刘俊明，刘治国(南京大学固体微结构物理实验室)//物理学报.―2005，54（9）.―4213～4216.对铁电磁体Pb（Fe1/2Nb1/2）O3单晶样品中的介电和磁性能进行了研究。
认为在其反铁磁相变点观察到的介电常数和损耗的异常来自于自发极化序和自旋序的相互作用引起的磁电耦合。
磁矩与温度的关系曲线在Néel 点以下的低温段呈上升趋势，测得的磁滞回线证明有弱铁磁性出现。
对铁电磁体磁电相互作用的Monte Carlo模拟得到与实验类似的结果。
图4表0参8TM278，TS941.422006050126压力膨化处理对正极性聚丙烯蜂窝膜的驻极体性质的影响/王飞鹏，夏钟福，裘晓敏，吕航，邱勋林，沈军(同济大学波耳固体物理研究所)//物理学报.―2005，54（9）.―4400～4405.压力膨化处理工艺能够显著改善聚丙烯蜂窝薄膜（c ellular pol ypropylene）驻极体的压电活性。
通过热脉冲技术、表面电位衰减测量及TSD电流谱分析等研究了经恒压正电晕充电的聚丙烯蜂窝膜的陷阱能级分布特征，讨论了压力膨化处理工艺对该类蜂窝膜驻极体电荷稳定性及电荷输运特性的影响。
真空电子技术
超导转变温度和转变宽度分别为38K和0.1K。
微波测试结果表明在10K，18G Hz下MgB2薄膜的R s约为100μΩ，可以和高质量的YBCO薄膜的R s值相比拟；BCS理论拟合得到的MgB2超导薄膜的λ（0）=102nm，△（0）：1.13kT c。
图6表0参15O511+.22006010093正常金属-绝缘层-铁磁/超导结微分电导峰的Zeeman劈裂/李晓薇(淮阴师范学院物理系)//物理学报.―2005,54(5).―2313～2317.通过求解Bogoliubov-de Genne s（BdG）方程，利用推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）理论，计算了考虑结界面粗糙散射情况下正常金属-绝缘层-铁磁超导结（N/I/FS）的微分电导。
研究表明，铁磁超导态中的磁交换能E h能使微分电导峰产生Zeema n劈裂，劈裂峰的能量间隔为2E h，结界面势垒散射和结界面粗糙散射降低了隧道结的微分电导峰值。
图3表0参15TB432006010094色散对GaN和ZnO的X RD摇摆曲线的影响/王立，方文卿，蒲勇，郑畅达，戴江南，莫春兰，江风益(南昌大学教育部发光材料与器件工程研究中心)//半导体学报.―2005,26(5).―917～921.在用X射线双晶衍射研究GaN和ZnO结晶性能的实验中，观察到（102）非对称衍射摇摆曲线的半峰宽比（002）对称衍射更窄以及ZnO（002）摇摆曲线分裂的现象。
经研究证实，这是由于Kα2线参与衍射引起的。
通过计算Kα1和Kα2线在不同晶面衍射的分离角并与实验现象对比，阐明了GaN样品（102）半峰宽比（002）小以及ZnO（002）衍射峰分裂的原因。
在此基础上，进一步分析了在使用不同参考晶体的双晶衍射系统中，GaN和ZnO的各晶面被X射线色散展宽的情况，并提出，在使用Si，Ge或GaAs的（220）面为参考晶面的双晶衍射仪中，GaN和ZnO 的（002）和（102）面摇摆曲线的半峰宽受色散效应的影响小；而在使用Si，Ge或G aAs的（004）面为参考晶面的双晶衍射系统中，（002）和（102）面摇摆曲线的半峰宽受色散效应影响较大，此时（004）和（103）受色散影响小，因此用来表征晶体质量将更可靠。
真空电子学与半导体光电技术
移动通信：利用光电技术实现无线通信，包括手机、平板、笔记本电脑等终端设备。 物联网通信：通过光电技术实现物体之间的信息交换和通信，促进智能化和自动化的 发展。
视频监控：实时监测和记 录场景，提供安全保障
红外探测：检测人体温度， 实现夜间监控
XX,a click to unlimited possibilities
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真空电子学定义：研究电子在真空或稀薄气体中的运动和相互作用规律的学科。 真空电子学起源：起源于20世纪初，随着电子管的发明和应用而逐渐发展起来。
真空电子学的基本原理： 利用真空中的电子流来 控制电流和电压，实现 电子器件的功能。
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真空电子器件的应用：在卫星通信、导航系统、高速计算机等 领域有重要应用。
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真空电子器件的发展趋势：随着科技的不断发展，真空电子器 件将朝着更高频率、更高效率、更小体积的方向发展。
真空电子器件的原理：利用电子在真空中运动，通过电场和磁场控制电子的运动轨迹，实现信号的放大、振荡等 功能。
激光雷达：用于安全防范 和无人驾驶车辆的导航
光纤传感：监测振动和温 度，预防潜在危险
光电技术在医疗领域的应用包括光 谱仪、激光治疗仪、红外热像仪等， 可用于诊断、治疗和监测病情。
光电技术还可用于农业领域，如光谱 分析仪可用于检测土壤和植物的营养 成分，提高农作物的产量和质量。
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领域。
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挑战：随着半导体 材料和工艺的不断 发展，真空电子器 件面临着如何提高 稳定性、可靠性和 集成度等挑战，同 时还需要解决与其 他电子器件的兼容
真空电子技术
解开展研究。
各向异性铁氧体介质中电磁场的球矢量波函数解可表示成第一、二、三、四类球矢量波函数之和。
根据球Bes sel函数的性质，可以得出导体球涂覆各向异性铁氧体介质的球矢量波函数解析解。
应用铁氧体与自由空间分界面上电磁场切向连续和在导体球面上切向电场等于零的边界条件以及球矢量波函数切向正交性质，可分别得出铁氧体介质中电磁场和散射场的展开系数。
给出了平面波入射情况下的数值计算结果。
该文的结果可应用于有关微波器件、天线以及目标特征的分析和计算。
图4表0参85、真空电子技术O461.1，O562.12007050076几类源打“新靶”和“旧靶”的对比实验/王大伦，秦建国，赖财锋，励义俊，李兵，刘荣(中国工程物理研究院核物理与化学研究所)//强激光与粒子束.―2006，18（10）.―1707～1711.根据氢气放电源、X光机X射线源和TiT源打“新靶”和“旧靶”的对比实验结果，证明了在氢气放电过程中产生了一种未知粒子，新谱线正是射线源轰击这种储存在“旧靶”中的未知粒子产生的。
以此为依据得到如下推论：探测到的新谱线反映了未知粒子的能级特性，是未知粒子的能级谱线，所以这些新谱线是未知粒子存在的标志。
图11表0参4O4622007050077 N i海绵氧化物阴极制备技术改进/赵青兰，廖显恒，王小霞，张明晨，阴生毅，朱虹(中国科学院电子学研究所)//真空电子技术.―2006，（5）.―55～57.采用喷砂和真空蒸散技术，改进了Ni海绵氧化物阴极制备方法。
试验表明，该改进可显著提高阴极制备质量，有利于提高大功率微波器件的可靠性。
图8表3参1O4622007050078含钪扩散阴极电子发射研究/王辉，李季，潘克新，廉艳强，王金淑，王一曼，刘伟(北京真空电子技术研究所)//真空电子技术.―2006，（5）.―14～18.采用水冷阳极平板二极管结构测试了含钪扩散阴极，结果表明，它有比其它扩散阴极更大的发射电流密度。
电子管和真空管的原理
电子管和真空管的原理电子管和真空管是两种重要的电子器件，它们在早期电子技术发展中起到了至关重要的作用。
本文将对电子管和真空管的原理进行介绍，帮助读者更好地了解这两种器件。
一、电子管的原理电子管，又被称为热电子三极管，是由阴极、阳极和控制极组成的。
其基本原理是利用阴极受热时产生的热电子经过阳极的吸引和控制极的调节，使得电流在电子管内部流动，从而实现电子的放大和开关操作。
1. 阴极阴极是电子管的重要组成部分，它是通过加热使其发射自由电子的发射极。
阴极通常由钨丝或其他材料制成。
在通电加热的情况下，阴极会发射出大量的自由电子。
2. 阳极阳极是电子管的另一个重要组成部分，它通常被用作电子流的收集极。
当阴极发射出的电子被阳极吸引时，电子流就会流经阳极并形成输出电流。
3. 控制极控制极是用来调节电子流的强度的极性。
通过调节控制极的电压，我们可以改变阳极电流的强度。
这样可以实现电子流的放大和信号的调节。
二、真空管的原理真空管是一种早期的电子器件，它在电视、无线电和放大器等领域有着广泛的应用。
真空管的原理是利用真空管内部的阴极发射电子，在电磁场的作用下形成电子流，实现电子的放大和开关操作。
真空管的结构也包括阴极、阳极和控制极，与电子管相似。
但是真空管内部是被真空环境包围的，以防止电子和其他物质的相互作用和损失。
1. 阴极真空管中的阴极与电子管类似，通过加热使其发射自由电子。
阴极可以是直接加热的，也可以是间接加热的。
2. 阳极阳极作为真空管中的电子流收集极，接收来自阴极发射的电子，形成电子流的输出。
3. 控制极真空管中的控制极通过改变其电压来调节电子流的强度。
这样可以实现电子流的放大和调节。
综上所述，电子管和真空管都是通过调节阴极发射的电子，并利用阳极和控制极对电子流进行调控，实现电子的放大和控制。
它们在电子技术的发展过程中具有举足轻重的地位。
随着技术的进步，它们逐渐被晶体管和集成电路等现代电子元件所取代，但仍然有着重要的历史意义和研究价值。
真空电子学
真空电子学
vacuum electronics
电子学的分支，研究带电粒子在真空或气体中运动时与
场和物质相互作用的科学和技术。
研究内容涉及到相应的器件、仪器和设备，以及相关的原理、材料和技术。
真空电子
器件利用静电控制、电子群聚激励高频场、气体放电的高通
导能力、电子束扫描、摄像和显示等原理，在电子仪器和设
备中起着整流、振荡、放大、调制、检波、频率控制和光电
变换等作用。
高速电子束和离子束的有效波长比可见光波长
短得多，因而电子束和离子束具有较高的分辨率，可用于观
察微细结构和作为探索来获得表面信息。
在高真空条件下，应用电子束和离子束能进行无污染的加工和焊接。
适应真空
电子工作环境的材料和工艺，是真空电子学的技术基础。
带
电粒子与电磁场的互作用，电子、离子与表面互作用，电子
发射、气体放电和电子光学等方面的理论，形成真空电子学
的理论基础。
1904年弗莱明利用爱迪生效应制出热阴极二极管，此后随制管工艺和技术的改进，发展为实用的三极管、四极管、五极管和其他多电极管，形成了包括收信管、发射管、低频管、高频管、微波管等系列。
1930年第一只真空示
波管问世，标志着电子束管的设计开始以电子光学为科学基础。
将交流功率换为直流功率的需要推动了充气管的发展。
在晶体管发明以前，电子管几乎是各种电子设备中唯一可用
的电子器件，电子学随后取得的许多成就，如电视、雷达、计算机的发明都和电子管分不开，现代，以高频率大功率电
子管和电子束管为代表的真空电子学仍然是一个活跃的领域。
真空电子技术的发展现状与未来趋势
真空电子技术的发展现状与未来趋势随着科技的不断进步，真空电子技术作为一种重要的电子工艺，正在逐渐成为工业界和科研领域的研究热点。
本文将探讨真空电子技术的发展现状和未来趋势。
一、真空电子技术的定义和发展真空电子技术，指的是利用真空环境中电子的传导、发射和控制等特性进行电子设备和电子器件制造和应用的一种技术。
它在电子管、显示器、微波设备等领域具有重要的应用和意义。
真空电子技术的发展源远流长。
早在20世纪初，电子技术还未成熟之时，真空电子技术已经开始发展。
电子管作为真空电子技术的典型代表，曾经在计算机、电视等领域发挥了巨大的作用。
然而，随着半导体技术的迅猛发展，真空电子技术逐渐被淘汰，人们的关注也转向了固态电子设备。
二、真空电子技术的现状尽管真空电子技术在某些领域被取代，但它仍然具有独特的优势。
首先，真空电子器件具有较高的功率和工作频率，能够满足一些特殊场合的需求。
其次，真空电子技术在高温高压等恶劣环境下具有稳定的工作性能，适用于航天、电力等领域。
近年来，随着科学技术的进步，真空电子技术也开始发展起来。
研究人员通过改善真空封装技术和调整材料工艺，使真空电子设备的尺寸大幅减小同时保持性能稳定。
比如，微波功放器件、冷电子发射器等在现实中得到了应用，使得真空技术的发展再次受到关注。
三、真空电子技术的未来趋势真空电子技术的未来发展方向在于进一步提高性能和扩大应用范围。
第一，研究人员需要进一步改进真空封装技术，提高真空电子设备的稳定性和可靠性。
第二，改善真空电子器件的环境适应性，使其能够应对更加复杂的工作环境。
第三，提高真空电子设备的能效，减少能源消耗和环境污染。
第四，结合纳米技术和生物技术，发展出更加先进的真空电子器件，为医疗等领域带来更多的创新。
除此之外，真空电子技术还可以与其他领域相结合，形成技术的融合和创新。
比如，结合光学技术，发展出更高分辨率的显像设备；结合材料科学，研究出更稳定可靠的材料用于真空电子器件封装；结合计算机技术，改进真空电子设备的控制系统。
真空技术的研究及应用
真空技术的研究及应用随着科技的发展和工业生产的不断升级，真空技术越来越受到重视，成为了现代工业制造过程中不可或缺的一部分。
真空技术的研究涵盖了很广泛的领域，从航空制造、电子工业、真空包装到半导体制造等各个领域，都有着不同的应用和影响。
在本文中，我们将探讨真空技术的研究及其在应用中的重要性。
一、真空技术的研究真空技术作为一种交叉学科，包括了物理学、机械学、材料学等多个学科，涉及到物理、化学、工程、材料等领域的知识。
真空技术的研究主要涉及到真空系统的设计与制造，真空度的控制以及真空环境下的物质特性研究等多个方面。
在真空系统设计方面，需要考虑到实际应用需求和实际制造的复杂性。
基本上从单个元器件设计到整套系统的设计都需要相应的研究，需要对原材料的特性进行了解、运用材料加工技术，结合应用所需要的特定条件进行制造。
比如，真空管或真空泵的设计，需要考虑到气体流动的特点，包括有静压力以及动压力的作用等，从而确定适当的设计参数和运行参数。
真空参数的控制也是真空技术研究中非常重要的一环。
一个优良的真空系统必须具备适当的真空度，以确保其正常工作和长期稳定的运行。
为了确保真空度的质量，必须控制压力、温度、材料表面及气体性质、抽排功率等各个因素的影响。
此外，真空环境下物质的特性也受到重视，这也需要进行专门研究以便了解对应涉及到的物理化学特性。
二、真空技术的应用真空技术被广泛应用于各种不同的工业领域，其中包括：1、航空制造：在航空制造过程中，很多在常气压下难以实现的加工和制造过程，可以通过真空技术来完成，比如在航空发动机制造过程中的真空熔丝焊接技术，可以保证焊点强度和可靠性。
2、电子工业：真空技术的应用在生产电子管、电视机、光电产品和电真空器件等方面，发挥了很关键的作用。
在电真空器件中，如真空二极管或易失性记忆体存储器等，需要获得低至10^-5Pa的高真空度，以确保其稳定性。
3、真空包装：随着食品安全意识的提高，真空包装技术得到了广泛应用。
半导体材料制作电子器件与传统的真空电子器件相比有什剖析
1、半导体材料制作电子器件与传统的真空电子器件相比有什么特点?答：频率特性好、体积小、功耗小，便于电路的集成化产品的袖珍化，此外在坚固抗震可靠等方面也特别突出；但是在失真度和稳定性等方面不及真空器件。
2、什么是本征半导体和杂质半导体？答：纯净的半导体就是本征半导体，在元素周期表中它们一般都是中价元素。
在本征半导体中按极小的比例掺入高一价或低一价的杂质元素之后便获得杂质半导体。
3、空穴是一种载流子吗?空穴导电时电子运动吗?答：不是，但是在它的运动中可以将其等效为载流子。
空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。
4、制备杂质半导体时一般按什么比例在本征半导体中掺杂？答：按百万分之一数量级的比例掺入。
5、什么是N型半导体?什么是P型半导体?当两种半导体制作在一起时会产生什么现象?答：多数载流子为自由电子的半导体叫N型半导体。
反之，多数载流子为空穴的半导体叫P型半导体。
P型半导体与N型半导体接合后便会形成P-N结。
6、PN结最主要的物理特性是什么？答：单向导电能力和较为敏感的温度特性。
7、PN结还有那些名称？答：空间电荷区、阻挡层、耗尽层等。
8、PN结上所加端电压与电流是线性的吗?它为什么具有单向导电性?答：不是线性的，加上正向电压时，P区的空穴与N区的电子在正向电压所建立的电场下相互吸引产生复合现象，导致阻挡层变薄，正向电流随电压的增长按指数规律增长，宏观上呈现导通状态，而加上反向电压时，情况与前述正好相反，阻挡层变厚，电流几乎完全为零，宏观上呈现截止状态。
这就是PN结的单向导电特性。
9、在PN结加反向电压时果真没有电流吗?答：并不是完全没有电流，少数载流子在反向电压的作用下产生极小的反向漏电流。
10、二极管最基本的技术参数是什么？答：最大整流电流file:///C:\DOCUME~1\Owner\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image001.png">11、二极管主要用途有哪些？答：整流、检波、稳压等。
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电真空及电子材料技术
1．新型霓虹灯制造专用设备2．车用多功能灯箱
3．行波管产品与技术
4．大功率速调管技术
5．光转换剂技术
6．新型电子粉系列产品技术
新型霓虹灯制造专用设备技术
针对国霓虹灯行业急需进行现代化技术改造的需要，我们自行研制、设计、开发出KD系列霓虹灯制造专用设备。
该设备具有高水平的霓虹灯生产流程和工艺，排气的真空度和充气压力全部由仪表指示，改变了“做霓虹灯要靠老师傅的经验”的局面。
从而真正实现了生产效率高、质量高、对工人技术要求低的事实。
设备系列：
KD—2型 KD—5型 KD—5A型合作方式：技术转让主要设备及电压：
1.工作电压380V或220V
2.2X—4A机械泵一台
3.专用电阻真空计一台
4.K—100金属扩散泵一台
5.高纯氩气、氖气钢瓶及充气
系统一套
6.300mA轰击变压器一台
7.
车用多功能灯箱
车用多功能灯箱具有流动广告宣传、后雾刹车警示、紫外线杀菌消毒功能、报警功能。
1．车载流动广告
随着我国经济的发展，车载户外广告媒介越来越受到商家重视。
车载流动广告接触面广，广告效果明显，使人印象深刻，车载流动灯箱广告将为城市增加一个新的亮点。
2．后雾刹车灯（已获专利）
红光光谱为632.8纳米，在最恶劣的雨雾天气条件下，红光具有最强的大气穿透力，具有最佳的视见度和清晰度。
红光灯应用到汽车领域做为后雾刹车灯使用，将大大减少各种事故。
3．紫外杀菌消毒灯
我们采用的冷阴极及使用先进设备和特殊工艺制作的紫外线杀菌灯具有长寿命、高可靠的特点，寿命可达5000小时以上。
考虑到对人体有少量的伤害，紫外杀菌灯在车使用时，通过技术措施确保只能在车无人的情况下才能开启，并延时自动切断。
合作方式：技术转让、合资办厂、产品代理
行波管产品及技术
我所微波电子学研究室从70年代开始研制通信卫星转发器用长寿命、高可靠行波管。
先后为我国运载火箭、洲际导弹、通信卫星、气象卫星和资源卫星工程提供了十余种型号的空间行波管。
在历次导弹、卫星发射中都圆满地完成任务，为我国卫星、火箭和导弹的发展作出了重大贡献。
目前中科院电子所是我国唯一定点研制空间行波管的单位。
微波电子学研究室可承接技术服务项目：
1、 空间行波管技术(S 、X 、Ku 波段；输
出功率4.5-----100W 量级)
2、 脉冲行波管技术（S 、C 、X 、Ku 波段；
输出功率500----18KW 量级)
3、 宽带行波管技术（8---16GHz 、
2---4GHz ；输出功率25----400W 量级)
4、 特种开关电源技术（行波管、等离子源、激光器）
5、 低能加速器长射程电子枪的设计与制作。
（如4MeV 、6MeV 医用加速电子枪）
6、 金属与瓷（材料Al 2O 3）封接（瓷尺寸mm 200150⨯φ、气密性
10-10torr.l/s ）
7、 特种材料零件的清洗、电镀。
如钨、钼、可伐、蒙耐尔 、铜、不锈钢等零件的清洗，以及电镀铜、镍、银、金、铑等
8、 金属与金属的焊接。
如点焊、氩弧焊、氢炉焊、真空炉焊、氢气保护高频焊。
9、 难熔金属、精密零件的激光束焊接。
（焊接零件厚度为0.1—2mm 、施焊
材料为钼、钨、钽、不锈钢、可伐）
10、 高精密带状材料的碾压。
（最大宽度大于6mm ，厚度围0.02—0.4mm ，厚度尺寸精度可达0.005mm ）
11、 球面阴极20φ的车制与球面曲率半径的非接触测量。
（球面曲率半径加工精度可达0.05mm,测量精度可达0.005mm ）
12、 中小型金属、瓷、玻璃真空器件及装置的真空排气。
（无油真空系统、真空度达10-10torr ，可进行烘烤；最高温度C ο550）
13、 器件径向或轴向导热管散热器的设计与加工、恒温热管的设计与加工。
（如环境温度变化C ο50，控体温度只变化C ο5）
14、 中小型金属、瓷、玻璃真空器件及装置的真空检漏。
（10-11torr.l/s 的微小漏孔）
15、 高精密螺旋线的绕制（螺距可均匀、渐变、跳变，精度可达0.005mm ）
16、 机械、电子器件的环境试验：包括振动（5---5KHz 正弦振动、最大加速度为 50g 、负荷为50Kg ）、冲击（峰值加速度为20g---500g 、最大负荷为50g 、体积为450400400⨯⨯(mm)3）、高低温（C C C οοο2)8070(±+----、容积为500l ）、湿度试验
17、 维持小真空系统的小型钛泵。
（包括工作电源、外磁路。
抽速为 1—3l/s 、起动真空为10-4torr 、极限真空为10-8torr ）。
合作方式：合作开发
大功率速调管技术
大功率速调管是一种将直流能量转换成高频能量的大功率真空微波器件。
它能够在微波波段产生几百kW~几百MW脉冲功率，几百kW的平均功率。
它在科学研究、国防技术和国民经济等领域具有重大应用价值。
在科学研究方面，大功率速调管技术是探索物质结构的高能粒子加速器，开辟新能源的可控热核聚变等离子加热装置，以及加速器驱动洁净核能系统和太阳能空间站的微波输电系统等的关键技术。
在国防方面，它是通信、导航、测量和电子对抗雷达的核心技术。
在国民经济方面，速调管技术在医用和辐照加速器，导航和气象雷达，新能源获得，环境保护，材料处理，生物医学方面的应用正在日益扩大。
我所是我国最早从事速调管研究的单位，先后承担国家重要任务60多项，取得重大科技成果50多项，获国家科技进步二等奖四项。
为我国科学研究、国防技术和国民经济的发展做出了重大贡献，已成为我国在这一技术领域主要几个研究单位之一，处于国领先水平。
我们研制和生产的S波段10％带宽速调管部分指标具有国际领先水平；我们成功研制出我国第一只多注速调管并应用于雷达工程；我们率先在国促成了S、C和X波段气象雷达的开发和应用；在国引起巨大反响，清华大学研制的海关大型集装箱检测系统采用的大功率速调管就是我们的产品；我们已有部分产品进入国际市场与美国和法国同行的竞争。
我们已经逐步成为一个集科研、开发和生产为一体的实体。
由于射线与物质相互作用的特殊性，例如：治疗癌症和提高半导体器件产品质量，速调管在医用和工业辐照加速器方面的应用前景和市场非常广阔，我们希望开发速调管在医用加速器应用方面的市场，或有企业融入
资金和技术与我们共同开发工业辐照加速器系统。
宽带速调管：
工作频段：L、S、C、X
峰值输出功率：700kW～2.5MW
平均输出功率：1kW～15kW
效率：30～40%
增益：40～50dB
带宽：5～12%
多注速调管：
工作频段：L、S、C、X
峰值输出功率：～200kW
平均输出功率：1kW～10kW
效率：～35%
增益：40～45dB
大功率速调管：
频段：L、S、C、X 峰值输出功率：75kW～3.5MW 平均输出功率：200W～2.5kW
增益：50dB
合作方式：合作开发
光转换剂技术
在农膜生产中添加光转换剂制成的光转膜具有增加大棚温度、相对湿度、日照度、提高农作物产量、缩短农作物成熟期等功效。
光转换剂是用电子化学方法合成的一种无毒具有荧光的物质，其特点是能将对农作物有害的紫外光转换成对农作物生长发育有益的红光，促进农作物的光合作用，提高其营养成分，达到增产早熟的目的，是一种理想的农膜添加剂。
用光转换剂技术生产的光转农膜是一种性能优良的多功能农膜，其主要经济指标为：保温增温性能比普通农膜提高1.4度以上；增产增值性能覆盖黄瓜、韭菜、西红柿、西葫芦、甘蓝、豆角、油菜、水萝卜等蔬菜作用，比普通膜增产率在10%以上，最高可达62.7%，增值率均在14%以上；采光性能比普通农膜提高光照强度2000~5000勒克斯，促进农作物的光合作用。
社会效益使蔬菜早熟早上市，丰富“菜篮子”，改善城乡人民生活。
我单位的农膜用光转换剂及其制作方法获国家发明专利，专利号：
ZL97122023.9。
合作方式：技术转让或合作兴办企业。
新型电子粉系列产品技术
电子粉是制灯生产中的重要材料，我们研制的电子粉产品已系列化：
●获中科院科技进步一等奖并被国家科委列为《国家级科技成果重
点推广计划》项目的“长寿命荧光灯用电子粉”。
●通过轻工总会鉴定用于节能灯的“长寿命节能荧光灯用电子粉”。
●用于霓虹灯电极已出口创汇的气相法电子粉。
●用于彩色显象管的超细电子粉。
产品特色：
1、电子粉的颗粒细，使电极涂层光滑、坚实牢固、不掉粉、
质量稳定；
2、蒸发小，大大降低灯管的早期发黑现象，同时使灯管热点温度低、起跳容易、光衰小；
3、发射性能好，涂敷量大、灯管寿命长；
市场前景：
用长寿命电子粉生产的荧光灯已达到1万小时的寿命，生产的节能灯寿命大于6000小时；生产厂家应用长寿命电子粉替代进口电子粉制灯，其荧光灯出口创汇。
气相法新型电子粉已用于霓虹灯电极生产达到节约能源16%并销售国外其性能达到国际先进水平。
合作方式：技术转让或合作兴办企业。