RU2572245C1 - Холодный катод - Google Patents
Холодный катод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572245C1 RU2572245C1 RU2014142661/07A RU2014142661A RU2572245C1 RU 2572245 C1 RU2572245 C1 RU 2572245C1 RU 2014142661/07 A RU2014142661/07 A RU 2014142661/07A RU 2014142661 A RU2014142661 A RU 2014142661A RU 2572245 C1 RU2572245 C1 RU 2572245C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cold cathode
- carbon nanotubes
- layer
- metal substrate
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области получения углеродных наноструктур, а именно слоев углеродных нанотрубок на металлических подложках, применяемых в качестве холодных катодов (автоэлектронных источников эмиссии). Технический результат - создание простого в изготовлении холодного катода без снижения его эксплуатационных характеристик. Холодный катод содержит слой углеродных нанотрубок и металлическую подложку, которая выполнена пористой, а между металлической подложкой и слоем углеродных нанотрубок содержится слой углеродной сажи. Использование сажи улучшает механический контакт нанотрубок с металлической поверхностью подложки. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области углеродных наноструктур, а именно слоев углеродных нанотрубок на металлических подложках, применяемых в качестве холодных катодов (автоэлектронных источников эмиссии). Преимуществами холодных катодов по сравнению с другими видами источников свободных электронов являются малая чувствительность к внешней радиации, отсутствие накала, высокая плотность тока автоэмиссии, безыинерционность. Совокупность вышеуказанных свойств обуславливает перспективность использования катодов в различных электронных приборах, таких как электронно-лучевые приборы, плоские дисплейные экраны, катодолюминесцентные источники света и так далее. Холодные катоды могут применяться, например, для инжекции зарядов в объем конденсированных сред при криогенных температурах, что используется для изучения свойств твердого и сверхтекучего гелия, жидкого водорода.
Известен токопроводящий слой углеродных нанотрубок на металлической подложке [Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок на металлических подложках. Патент РФ на изобретение №2471706, опубл. 10.01.2013 г.] - прототип, состоящий из металлической подложки и слоя углеродных нанотрубок, осажденных методом дугового разряда. Основным недостатком конструкции-прототипа является сложность изготовления, т.к. для получения слоя углеродных нанотрубок на металлической подложке требуется устройство, состоящее из двух графитовых электродов, расположенных соосно и перемещаемых навстречу друг другу водоохлаждаемыми штоками, и снабженное скользящими графитовыми токоподводами, выполненными в виде колец, в которых установлены графитовые электроды, электроизолированные от штоков, причем на катоде установлены сменные вставки из электротехнической нелегированной стали, являющиеся подложками для осаждения слоев углеродных нанотрубок, закрепленные графитовыми винтами.
Задачей данного изобретения является создание простого в изготовлении холодного катода без снижения его эксплуатационных характеристик.
Эта задача решается в предлагаемом холодном катоде, содержащем слой углеродных нанотрубок и металлическую подложку, за счет того, что металлическая подложка пористая, а между металлической подложкой и слоем углеродных нанотрубок содержится слой углеродной сажи.
Такой холодный катод может быть изготовлен следующим образом: на пористую поверхность диска из нержавеющей стали механически наносят слой углеродной сажи, а затем сверху равномерно насыпают нанотрубки, которые механически втирают в слой сажи. Полученный холодный катод существенно проще в изготовлении по сравнению с прототипом, так как механическое нанесение слоев сажи и углеродных нанотрубок на металлическую подложку в указанной последовательности возможно непосредственно при комнатной температуре без использования защитных сред и специальных устройств. Использование сажи, как показали эксперименты, улучшает механический контакт нанотрубок с металлической поверхностью подложки. Такие структуры являются токопроводящими.
Фотография рабочей поверхности холодного катода (со стороны слоя нанотрубок), состоящего из пористой металлической подложки, слоя сажи и слоя углеродных нанотрубок, представлена на фиг. 1. На фиг. 2 схематично представлено поперечное сечение холодного катода, где 1 - пористая металлическая подложка; 2 - слой сажи; 3 - слой углеродных нанотрубок. Вольт-амперная характеристика такого холодного катода в сверхтекучем гелии представлена на фиг. 3, кривая 1. Для сравнения на фиг. 3, кривая 2, представлена вольт-амперная характеристика катода-прототипа. Из представленных графиков видно, что эксплуатационные характеристики изделий практически совпадают: напряжения начала эмиссии электронов имеют близкие значения, а максимальные токи эмиссии одинаковы.
Таким образом, полностью решена поставленная задача создания простого в изготовлении холодного катода без снижения его эксплуатационных характеристик.
Claims (1)
- Холодный катод, содержащий металлическую подложку и слой углеродных нанотрубок, отличающийся тем, что металлическая подложка пористая, а между металлической подложкой и слоем углеродных нанотрубок содержится слой углеродной сажи.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014142661/07A RU2572245C1 (ru) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Холодный катод |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014142661/07A RU2572245C1 (ru) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Холодный катод |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2572245C1 true RU2572245C1 (ru) | 2016-01-10 |
Family
ID=55072049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014142661/07A RU2572245C1 (ru) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Холодный катод |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2572245C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717526C1 (ru) * | 2019-10-29 | 2020-03-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Способ изготовления холодного катода |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6713519B2 (en) * | 2001-12-21 | 2004-03-30 | Battelle Memorial Institute | Carbon nanotube-containing catalysts, methods of making, and reactions catalyzed over nanotube catalysts |
WO2005106086A1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-10 | N Tec As | Production of carbon nanotubes |
RU2471706C1 (ru) * | 2011-06-09 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок на металлических подложках |
RU2489350C2 (ru) * | 2011-11-16 | 2013-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр перспективных углеродных материалов" | Способ получения углеродных наноматериалов и устройство для его реализации |
-
2014
- 2014-10-22 RU RU2014142661/07A patent/RU2572245C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6713519B2 (en) * | 2001-12-21 | 2004-03-30 | Battelle Memorial Institute | Carbon nanotube-containing catalysts, methods of making, and reactions catalyzed over nanotube catalysts |
WO2005106086A1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-10 | N Tec As | Production of carbon nanotubes |
RU2471706C1 (ru) * | 2011-06-09 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок на металлических подложках |
RU2489350C2 (ru) * | 2011-11-16 | 2013-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр перспективных углеродных материалов" | Способ получения углеродных наноматериалов и устройство для его реализации |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717526C1 (ru) * | 2019-10-29 | 2020-03-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Способ изготовления холодного катода |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Koeck et al. | Enhanced thermionic energy conversion and thermionic emission from doped diamond films through methane exposure | |
KR20170007238A (ko) | X-선 튜브용 전자 에미터 | |
Kleshch et al. | Nano-graphite cold cathodes for electric solar wind sail | |
Liebig et al. | Space charge, plasma potential and electric field distributions in HiPIMS discharges of varying configuration | |
Kousal et al. | Monitoring of conditions inside gas aggregation cluster source during production of Ti/TiOx nanoparticles | |
Baturin et al. | Field electron emission induced glow discharge in a nanodiamond vacuum diode | |
RU2572245C1 (ru) | Холодный катод | |
Jia et al. | Morphology evolution of an atmospheric pressure glow discharge initiated in the air gap between a liquid cathode and a needle anode | |
Zhao et al. | Pulsed voltage driving enhanced electron emission in ZnO nanowire cold cathode flat-panel X-ray source | |
Latham et al. | Electroluminescence effects associated with the field emission of electrons from a carbon fibre micropoint emitter | |
US20220216026A1 (en) | Electron emission device and electron microscope | |
Chang et al. | Enhancing the stability of microplasma device utilizing diamond coated carbon nanotubes as cathode materials | |
Koh et al. | Low temperature direct of graphene onto metal nano‐spindt tip with applications in electron emission | |
Aflori et al. | Experimental observation of multiple double Layers structures in Plasma-part I: concentric multiple double Layers | |
Wenger et al. | Transition of electron field emission to normal glow discharge | |
Kimura et al. | Formation of hydrogenated diamond-like carbon films by reactive Ar/CH4 high-power impulse magnetron sputtering | |
Zhao et al. | Enhanced field electron emission from aligned diamond-like carbon nanorod arrays prepared by reactive ion beam etching | |
JP3989507B2 (ja) | ガス原子内包フラーレンの製造装置及び製造方法並びにガス原子内包フラーレン | |
RU159226U1 (ru) | Автоэмиссионный катод | |
Morishita et al. | Carbon nanotube sheets used in field-emission lamps with vacuum-sealed diode structures | |
JP2019071260A (ja) | 電子源及び電子線照射装置並びに電子源の製造方法 | |
Liu et al. | Improvement of the field emission lifetime of freestanding vertically aligned carbon nanotubes by coating with a metallic protective layer | |
Nakamoto et al. | Extremely environment-hard and low work function transfer-mold field emitter arrays | |
RU2579777C1 (ru) | Прибор на основе углеродосодержащих холодных катодов, расположенных на полупроводниковой подложке, и способ его изготовления | |
Zhang et al. | Field emission properties of nano-tendril bundles formed via helium plasma exposure with various additional impurity gases |