SU439028A1 - Method of making autoelectronic cathodes - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к технологии изготовлени  автозлектронных катодов.This invention relates to the technology of making auto electron cathodes.

Известен способ локализации автоэмиссии, ограиичивающий расходимость электронного пучка iB пределах 15-20° за счет нанесени  покрытий, образующих «небольшие сильно эмиттирующие центры в окрестност х грани (100). При эксплуатации автокатодов с активирующим покрытием требуетс  сохранение свойств этого покрыти  или способности легко восстанавливать первоначальные свойства при прогреве эмиттера в услови х технического вакуума мм рт. ст. Известный способ редко .примен етс  из-за малой стабильности ЭМИССИОННЫХ свойств. Дл  стабильной работы эмиттера необходим вакуум 10 ММ рт. ст.A known method of localizing autoemission restricting the divergence of the electron beam iB within 15–20 ° due to the application of coatings that form small strongly emitting centers in the vicinity of the (100) face. During operation of auto cathodes with an activating coating, it is necessary to preserve the properties of this coating or the ability to easily restore the original properties when the emitter is heated under technical vacuum conditions in mm Hg. Art. The known method is rarely used because of the low stability of the EMISSION properties. For stable operation of the emitter, a vacuum of 10 mm Hg is required. Art.

Целью изобретени   вл етс  увеличение стабильности эмиссии, локализованной в малых телесных углах.The aim of the invention is to increase the stability of the emission, localized in small solid angles.

Согласно изобретению, указанна  цель достигаетс  путем прогрева до температуры 800-1800°С :в атмосфере, содержащей кислород мм рт. ст., вольфрамового (молибденового) эмиттера, на поверхности которого образована пленка одного из металлов подгруппы сканди  (Sc, Y, La) толщиной не менее моносло . В этих услови х вследствие локализации центров эмиссии вокруг граней (100) угол эмиссии значительно уменьшаетс .According to the invention, this goal is achieved by heating to a temperature of 800 to 1800 ° C: in an atmosphere containing oxygen mm Hg. Art., a tungsten (molybdenum) emitter, on the surface of which a film of one of the scandium subgroup metals (Sc, Y, La) is formed with a thickness of at least a monolayer. Under these conditions, due to the localization of emission centers around the (100) faces, the emission angle is significantly reduced.

22

Процесс локализации сопровождаетс  уменьшением напр жени , необходимого дл  получени  тока требуемой величины, и прекращаетс  после установлени  мини мального стационарНОго зна-чени  напр жени .The localization process is accompanied by a decrease in the voltage required to obtain a current of the desired magnitude, and is terminated after a minimum steady-state voltage value is established.

Процесс локализации сводитс  к образованию окисных комплексов металлов подгруппы сканди  и их миграции в области грани (100). Миграци  окисных комплексов сопро-вождаетс  ИЗмененИем напр женности нол  и уменьшением работы выхода ф в область грани (iOO), вследствие чего  ркость этих областей резко .возрастает. Предложенный способ локализации былThe process of localization is reduced to the formation of oxide complexes of metals of the subgroup of scandium and their migration in the region of the face (100). The migration of the oxide complexes is accompanied by a change in the zero intensity and a decrease in the work function φ to the face region (iOO), as a result of which the brightness of these areas increases sharply. The proposed method of localization was

опробован прИ нанесении на поверхность вольфрамовых острий пленок сканди  и иттри . При соблюдении режимов нанесени  и термической обработки слоев этих металлов эмиссионные свойства покрыти  воспроизвод тс tested in the application of scandium and yttri films on the surface of tungsten tips. Under the conditions of application and heat treatment of the layers of these metals, the emission properties of the coating are reproduced

с большой точностью. Покрыти  из окисных комплексов сканди  и иттри  снижают расхождение электронного пучка до 12-15°. Использование дл  эмиттеров вольфрамовой проволоки , ориентированной вдоль оси (100) поЭволит еще более сузить угол автоэмиссии. Исследование стабильности эмиссионных свойств эмиттеров, полученных предложенным способом, вы вило, что при f() 10 мм рт. ст. ток автоэлектронной эмиссииwith great precision. The coatings of the oxide complexes of scandium and yttri reduce the divergence of the electron beam to 12–15 °. The use of tungsten wire oriented along the axis (100) for emitters will further narrow the angle of autoemission. The study of the stability of the emission properties of emitters obtained by the proposed method revealed that with f () 10 mm Hg. Art. field emission current

практически не мен етс  в течение часа.practically does not change within an hour.

Увеличение давлени  до 10 мм рт. ст вызывает .по вление флуктуации автоэлектронного тока, которые полностью исчезают при подкале эмиттера до температуры выше 800-j-850°C. При подкале эмисси  остаетс  стабильной в течение длительного времени.The increase in pressure to 10 mm Hg. The station causes fluctuations of the field current, which completely disappear when the emitter subsides to temperatures above 800-j-850 ° C. When podkale emission remains stable for a long time.

Другим важным преимуществом способа (например, в сравнении со способом локализации лутем напылени  пленок кремни  на во.1ьфрам или окислени  поверхности тугоплавкого металла Та, Мо Nb, W  вл етс  уменьшение работы выхода эмиттируюш,его покрыти  до 2,8 эв, что позвол ет снизить рабочее напр жение при мерно в два раза. Высока  стабильность автоэлектронного тока с катодов, изготовленных предложенным способом , позволит использовать их в качествеAnother important advantage of the method (for example, in comparison with the method of localizing the deposition of silicon films on wool.1 or the oxidation of the surface of the refractory metal Ta, MoNb, W is a decrease in the work function of the emitter, its coating to 2.8 eV, which reduces working voltage approximately twice. The high stability of the autoelectronic current from the cathodes manufactured by the proposed method will make it possible to use them as

электронных источников в острофокусных ЭЛТ и растровых электронных микроскопах.electronic sources in sharp-focus CRT and scanning electron microscopes.

Предмет и з о i6 р е т е н и  Subject and reference about i6

Способ изготовлени  автоэлектронных катодов с локализованной эмиссией путем нанесени  на острие из тугоплавкого металла, например вольфрама, покрыти  с меньшей работой выхода, отличаюш;ийс  тем, что, с целью повышени  стабильности эмиссионных свойств катода, .покрытие формируют из двухкомпонентной пленочной системы металл подруппы сканди  - кислород, например, путем -прогрева пленки металла подгруппы сканди  в присутствии кислорода при температуре 800-1800°С до установлени  минимального значени  напр жени , необходимого дл  сн ти  требуемого тока.The method of manufacturing field-emitted autoelectronic cathodes by depositing a refractory metal tip, e.g. tungsten, with a lower work function, is distinguished by the fact that, in order to increase the stability of the cathode emission properties, the metal of the scandium subgroup is formed from a two-component film system oxygen, for example, by heating the metal film of the subgroup of scandium in the presence of oxygen at a temperature of 800-1800 ° C to establish the minimum voltage required to remove ebuemogo current.