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Ultra-high brightness liquid metal field emission cathode for Next generation

下一代超高亮度液态金属场致发射阴极

基本信息

批准号：
22H01955
负责人：
根尾陽一郎
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

令和4年度では、ガリウム被覆したタングステン電界放射陰極の電圧－電流特性の正確な評価を行った。従来の蛍光スクリーンを用いたField Emission Microscope系を用いてカソード，アノード電流を測定した結果、カソード電流はアノード電流の75%程度に減少する事が分かった。これは放射電子がアノードに衝突した結果、放出された2次電子をアノード電極が回収できない事が原因である。この為、電圧－電流特性評価では、アノード電極をファラデーカップ形状に変更した。これによりカソード，アノード電流は正確に一致し、これまで観測出来なかった新しい特性が明らかとなった。同サンプルを複数回測定した結果、放射には3段階がある事が分かった。20uA以下の第1段階では、Fowler-Nordheim則に沿って放射電流が増加し、第2段階では、放射電流が急激に増加する。更にmAを超える第3段階では、特性は全て同じ曲線に収束する結果となった。この曲線はアノード・カソード間の印可電圧の3/2乗に比例する為、空間電荷制限電流領域で動作している事が明らかとなった。それぞれの放射パターンを観察した結果、第1段階では、タングステンの(110)面を反映しており、第2段階では複数のガリウムテーラーコーンが形成と破壊を繰り返しており、テーラーコーンからの放射電流である事が分かった。ガリウムは面方位に依らず前面を被覆している。第3段階では、テーラーコーンは急激に消失し、面方位毎の仕事関数を反映したと考えらえるパターンに収束する。以上の第3段階の空間電荷制限電流領域での特性と放射パターンから、電界放射と熱電子放射のハイブリッド動作機構が想像される結果となったのは非常に興味深い。電界放射陰極の仮想ソースサイズと熱電子源の大電流放射を両立した、全く新しい次世代電子源になりえると考えられる。

Reiwa 4th year, では, ガリウムcovered したタングステンelectric world radiation cathode のelectric pressure-current characteristics のcorrect evaluation 価を行った. Field Emission Microscope system is used to measure the current, and the current is measured and the current is reduced by 75%.これは Emission of electrons がアノードにConflict したResult, された2 electrons をアノードelectrode がRecycling できない事が cause である.この, Electric pressure-current characteristics evaluation 価では, アノード electrode をファラデーカップ shape に変した. The これによりカソード, the アノード current is correct and consistent, and the これまで is measured and the new characteristics are が明らかとなった. Same as the results of multiple measurements of the サンプルを, and the 3-stage radiation にはがある事が分かった. Below 20uA, the first stage is the same, Fowler-Nordheim is the same as the radiation current is increasing, and the second stage is the same, and the radiation current is sharp and the radiation current is increasing. Updated にmA を超える 3rd stage では, characteristics は full て same じ curve に closing する result となった. The curve of the curve is the electric pressure ratio multiplied by 3/2, and the space charge limit current range is the action of the electric pressure.それぞれのradiation パターンを観看した results, 1st stage では, タングステンの(110)面を Reflection しており, 2nd stage ではplural formおり、テーラーコーンからのradiation current である事が分かった. The direction of the ガリウムは surface is covered by the front surface. The 3rd stage is the では. The above-mentioned third-stage space charge limited current field characteristics and radiation, electric field radiation The action mechanism of the thermal electron emission is very imaginative and the result is very interesting and interesting. The electric field radiation cathode is a high-current radiation cathode, a hot electron source is a hot electron source, and a new generation electron source is a new generation electron source.