纳米材料热电子发射性能的研究

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
纳米材料热电子发射性能的研究
纳米材料热电子发射性能的研究
刘燕文田宏朱虹李玉涛孟鸣凤邯娇谷兵
(中国科学院电子学研究所北京100190)
摘要：纳米材料尺寸很小，可与电子的德布罗意波长、超导相干波长等
相比拟;尺度的下降使得纳米体系包含的原子数大大降低，宏观固定的准连续能带消失，而表现为分立的能级，量子尺寸效应十分明显;这使得纳米材料具有许多不同于块体材料的物理化学特性，如纳米粒子的表面效应特性、小尺寸效
应、高的辐射系数等。

为了拓宽新型纳米粒子薄膜材料研究范围(高温难熔金属或合金材料);利
用纳米材料对传统的扩散阴极进行表面改性，从而在改善其发射均匀性、寿命
及抗离子轰击能力的同时达到高的发射电流密度。

微波真空电子技术广泛应用
于雷达、卫星通信、电子加速器、全球定位、可控热核聚变及未来军事前沿的
高功率微波武器等方面。

随着现代高技术微波器件对微波信号的功率、频率、
带宽等工作特性不断提出新的发展需求。

因此研究满足高功率和宽频带微波源
的高性能新型阴极，对于推动高功率微波真空电子器件等技术的发展具有十分
重要的意义。

此外电子发射现象涉及物理、化学、材料和电子学等多学科领
域，因此进一步研究许多尚不十分清楚的发射机理问题也具有十分重要的学术价值。

在基于覆膜阴极研究工作的基础上，本论文提出了一种新型阴极的思
路，即在钡钨基体表面沉积一层由颗粒尺寸为1～100 nm 的粒子为主体形成的厚度为100～1000 nm 的金属纳米粒子薄膜，以此来降低钡钨基底表面的逸出。