Процессы на поверхности в сильных электрических полях при автоэлектронной и взрывной эмиссии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

санкт-петербургский

государственный технический университет

Для ■'служебре^с пользования Экз.' О 0 Ч На правах рукописи

УДК 537.533

ЖУКОВ Владимир Михайлович

ПРОЦЕССЫ НА ПОВЕРХНОСТИ В СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ ПРИ АВТОЭЛЕКТРОННОЙ И ВЗРЫВНОЙ эмиссии

Специальность 01.04.04 — физическая электроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

санкт-петербург ! ......

1995 .;"'.

/

/

.......... У

Работа выполнена на кпфедрс моделирования электромеханических систем Санкт-Петербургского государственного ушшерситета.

Официальные оппоненты:

доктор физ.-мат. наук, профессор КОРАБЛЕВ В. В. (СПбГУТ),

доктор физ.-мат. наук, профессор ЛИТВИНОВ Е. А. (ИЭФ УО РАН),

доктор физ.-мат. наук, профессор МИЛЕШКИНА Н. В. (СПбГУ)

Оппонирующая организация — Московский физико-технический

институт.

Защита состоится «24» мая 1995 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д.063.38.02 при Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим высылать по указанному выше адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан « апреля 1995 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.063.38.02 кандидат технических наук

К. Г. УТКИН

I.-ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

.Актуальность» В настоящее время изучение процессов на по-врхности при авгозлектронной- и -взрывной эмиссии, возбуждение оторых стимулировано сильным -электрическим полей, является заз-ейтаи направлением развитая исследований з облает физической лектроники. Это обусловлено использованием электронных пучков, оздаваешо: на основе указанных гадов эмиссии» в сашх различных бластях науки и техники. К ним ыозео отнести физику плазмы,кон-труирование радиоэлектронных систем, радиационную фязйку и г.п.

Эмиссионные свойства автокатодов в'значительной степени пределяются состоянием их поверхности я геометрическими характе-истикаки. В сильной электрической, поле в результате ыиграцион-нх процессов иикрогеоиазрая поверхности.ногет существенно изме-:нться. Образующиеся прз стой шкронеоднородности..будут являться ;ентрами автоэлёктронной эмиссии (АЭЭ). При доотияенш прадель-юй плотности тока АЭЭ осуществляется фазовый переход конденси-юванного вещества катода в плотную высокоионизированную плазму 1 возбуздение взрывной.эмиссии электронов (ВЭ).

Весьма существенным для понимания закономерностей,опреде-[явщих как стабильность-и устойчивость катодов-з резине АЭЭ>так [ воспроизводимость и длительность импульсов тока ВЭ является [зучение быстропротекающих-процессов на поверхности. Слоаность [сследований-в этом направлении связана с.тем, что на- ловархнос-:и катода и в прикатодной плазме реализуются экстремальные гсловия: сильные электрические поля, значительные плотности тока, шеокяо температуры вещества и плазмы, больше концентраций шрязенных частиц. Однако без.тагах систематических экспериментальных исследований немыслимо ни решение целого ряда приклад-шх задач, ни развитие теории АЭЭ и ВЗ.

.В-свете изложенного изучение быстропротекавдих процессов ¡а поверхности ненакаливаемых катодов несомненно актуально.

Цоль работа. Целью настоящего исследования являлось деталь-юе изучение с наносекувдным разрешение!! процессов на поверхнос-си острийннх автокатодов в экстремальных условиях, уточнение тричин неустойчивости АЭЭ, а таете механизмов инициирования В8*. эе поддерхания и эмиссионных закономерностей.

Еовязна результатов.1 Научная новасзна прздогавленного щкяа вцрааав5оя как в саиой поогаяовкз задача, гак и в получении кон-крогннх экопарякзЕвалышх разулыатоз, что позволило обнаружить ряд новкх вффокгов й ваконокзрностей:

à) дошзэпцззэ формообразования повзрхноата острзйннх ашгте-ров ща мр^опсаавой обработка ("перестройке ")ï

б) более высолю уотойчгвосгь "EspaosposHms" авгоэмоттаров по сравязшпз со огяааавшгл?

в) уБзяячзшгз продольной шовноога тока АЭЭ пра охлаэдешш oospsühhz екеттзров до гаимратурн редкого голея?

г) самопроизвольный poos тока ДЭЗ к появлзшге "колец" на

БЬгССИ023Н£ ЕЗОбраЕОПЕЯХ В ЩЯДВЗрНВНСЫ СОСТОЯНИЕ лея нанооскунд-

ного даадазош длЕгельвостоЁ шиульоов?

д) разлгчнка регзшн ЕЭ в соотьатстшг о го уз раиной удельной' эроааай sinsropoifj

s) шюрдаояность разЕ2?гя шкрозыступоа на поверхности лад-кОйэгаяяЕчаскп: катодов.*

3 оаоЕэрилнтах праюзнагэя ироккй спохтр внэшага: воэдэйст-seë: beookoïeixqpaîypass шгрзв с огдазденке аигттароз до такяара-сур ЕЗДКОМ гслея( воздаёятЕЕа на ESS ПОСТОЯННОГО ИаГШИРНОГО nosa,

а гакго огедвонаршгх в^шщульоЕаг (ТО""®* ю~®о) зла кгрнча сеег полай; sas ускорзгщЕГ^ так е хордозэдас электроны, в г ом числа свергвшзокоё чаогота? -

Текоа когакакопоз эквдоршэнтальноа вссавдованне локальных быстропротапагг^г npospcooa sa твзрдсй и адагой повсраноога прз АВЗ в Ш о уча rea es cosa в собстгзнно вхзосвонянх свойствах ВЫПОИМ по ESарввз.

К nf"-ry>n тхпготевяшгоя еяетэтгте пояспвквя:

TS В2ЛЦЗШВЛ §ОХ25>ОбраЗОЕаНЕЯ nOIíPXEOOtE оотрайяого saitopa upa таркопеловой обрабогвз C'napccrpoSr^"); вкзнавщаа: b3k3esec0 СГраНЕП bopeseh'î еалотез ЕЗСЕОЖЬЕЗг епошз опрздзлзн-Н£х Евазгуотойчнзых стадай| ОЕачпосбразигй пзрзход из прадвду-raii crasas в яоогадупфюу оа^эпрозввольвоа вастушгениа прз достаточной- экспозицш рзяша EcnapoKmi; в рззультага 43ГО SISTTOP Bocssrass? раввовзеного даш даеттмс уоловай состояния;'

2;' В щеезршшкой облаогя "шраоероашого" ещттара спзце-фнка вздзлангй тапяа е его огвода os еагоогонных цэятров право-дл s тоиу, тао такта Евсозглттари явюш-гся бодао эффективными

•.равнению во округленно-сглаженными.

3; Область.локализации, эффекта Ноттингаиа существенно увешается при охлаждении автоэгаггвра до температур гадкого гв-, что позволяет для сглаженных острнй значительно повысить (вльную плотнооть тока автоэшооии, отбираемого о них des (упганкя за' данный лрощдуток зрамвнн.

4. В предвзрявном состоянии на поверхности оотрийного экят-i образуется; тонкий слой вещества, отличающийся по своим ха-'в рис тикам от свойотв основного материала, а возникающие на •ранила неустойчивости проявляются в виде колец на перафераи юионного изображения.

5. Воздействие магнитного поля в процессе ВЭ приводят к воз-¡ению на образутеейоя яндкой поверхности катода интенсивных (ессов фор»юобразоваяия, в результате чего появляется вояко-1зный рзльеф о большш количеством субшщровыступов, споообот-рпс значительному повыеэнеп стабильности токов БЭ.

Достоверность и практическая нзшюоть.Достовернооть разульг >в, полученных в диссертации, обеспечена пряванением сощякзв-кетоднк я измерительной аппаратуры, подтверждена их воопроаз-моотыа и повторяеиоотьв, а таим работами других авторов;

На основа проведанных исследований предложены и реализована ще макетов споообы формирования эмнтгирувдзй поверхности к'и многоострайних автокатодов, конструкпдя взрнзоэгассион-катодов на базе ¿такт. кзталлов, кзтодн получения автоэхап-шой и взрывной шюсий, защяценные 24 авторскими свядетельст на изобретения, Создававши при пошца предложенных гятодов 1НСШШШ электронные пучин когут пртэвяться при рзганви t научно-технических я практических задач, _ __

Апробашя работЦ.* Основные результаты работы дохяадаваяи йядународЕнх конференгсшх по явлениям в ионизированных га-(Берлин, 1977} Гренобль, 1979* Минск; 1981); на "ая^варод-отшоаиушх по электрической изоляции и разрядам в в^Т" (нань, 1972* Новосибирск, 1976? Берлин, I984J Пария, ¡сесоюзных конференциях по эмиссионной электронике (Т

>, 1984; Махачкала,1976,-Лешнград,1979,1990;Москва.1^1' '

», 1987); на Бое союзных симпозиумах по оияьноточной^эл^^ гозяумах

(Томах, 1973, 1975, 1979; 19®, 1984, 1986)? на ззяумах по ненакаливаеши катодам (Томок; 1980, I»

Воесоюзной конференции по электронной технике. (Москва, 1971); на 6 Всесоюзной конференции по физика низкотемпературной плазмы -(Ленинград, 1983); на 20 Всесоюзном совещании до фззнка низких температур (Москва, Черноголовка, 1978)'; на Всесоюзной школа по полевой эмиоолонной микроскопии (Валдай, 1986).

ДуйлякашшГ Основные результата диссертации опубликованы в 40 работах, сшсов которых приведен в конца автореферата. Боа го по материалам диссертации имеется 95 публикаций.

Личный вклад автора. В диссертации обобщены результаты исследований, врторщш автор занимается о 1969гГ В совкэстнвх работах о сотрудниками, у которых он был научным руководителем, автор уча< вовал в постановка задач л обсуедении результатов, участвовал в экспериментах, а такга в ревэши кзтодзгчаских вопросов, о ниш связанными. Вклад автора в использованныа согпэстнца работа о лицаш, по отношению к которым.он на яплялря руководителем, олддует очатать равным во воех аспектах.

Структура и объем работи. Диссертация состоит жз введения, восьми раз да лов, заключения в списка литературы, содержащего 270 наименовании, из которых 82 на внос транши языках, Ооновяос содержание диссертации излскено на 409 о границах по сквозной нукэрации, включая 297 страниц машинописного текста, иллюотрировано ржанками и фотографиями на 59 страницах. Прилоаеше- содержит программу расчета и номограммы для определения эффективности шогоостряйннх автоэмисспонных систем.

П. СОДЕРЖАНИЕ} РАБОГО

В раздела I. являвдакся вводным, кратко обосновываются актуальность работы, основная цель исследований, а также сформулированы задицавшэ положения.

В раздала 2 диссертацап проанализированы современные представления об ¿83: осноьныа аспекты теории ДЭЗ шталлов; экспериментальные результаты исследований предельных плотноотей токов АЭЭ; физические процессы, на ншс влияицие; эффекты, сопутствующие отбору тока АЭЭ в экстремальных условиях; АЭЭ шталлов при охлаяденни до низких температур; явления на атомарной уровне, определяющие форду оотрийннх эмиттеров. Рассмотрено также возникновение ЬЭ на оотрийннх катодах в наяду макроскопическими

ектродает.

По итогам обзорноа части работы откачав тся, что при АЭЭ на верхнеети катода реализуется экстремальные условия, овязаянна существованием сильных электрических полей и его. Дйоулавш на-авои до высоких тешератур протекавдим током. Это приводит к явленгю целого ряда эффектов, сопроводцаицшс АЭЭ и связанных неустойчивостью поверхности." К упомзяутым эффектам относятся руктурнш изменения и заострение варшны эмиттера в продасса Э, а гакгй остаточная перестройка поверхности посла отбора тоэыисозонного тока." При этом осношнв исследования предвзрыв-й фазы АЭЭ выполненн в кикро- и маллнса^ндаом диапазона дли-льносгвй импульсов.

Отчетливо выраженные изменения поверхности (переотройка)про-ходят при воздействии на острийннй эмиттер сильных полай на-иосионного знака по отношению к электронам в условиях нагрева I высоких температур, однако до сих пор на установлена полная ртнна эволюции мякрокриогалла на ого вершине', объяснявшая аимоовязь отдельных форм перестройки и позволяющая уточнить лизи неустойчивоствй при отборе тока А.ЗЭ,-

Вагная информация о предвзрнвном состоянии автоэмяттэра со-рзатся в данных о ого предельных эмиссионных способностях; корца икзютйя для мпкросакундгшх и более длинных импульсов, вплоть I стадионарннх долей;1 Для наноод^ндаого диапазона они носят яысо предварительный характер? Джя эмзттзров, подвергнутых в водном состоянии глубоко^ охлаждению до тзтлгэрагур еидкого гелия, :о практически позволяет устранить Дкоулав разогрев, такиа дан-Ев в гшульсннх режимах вообще' отсутствуют?

Еоли плотноеть тока АЭЭ превышает предельный значатся дня псих-то фиксированных усл овий, то ката риал катода переходит в юояоионизнрованную плаз!ду и возбуждается взрывная эмиссия элеи-юнов? При этой на поверхности эмзттэра в результате взаикодэй-:щя образущзгося слоя жидкого вещества о плазмой и его застн-шия появляется большое число гшсровыступов (МВ); которые в обо» гэредь являются в дальнейшем центрами эмиссия." Обоуддаютоя раз-й гяхаяпзш образования таких ШЗ, ко окончательная точка зрения жа отсутствузт.

Зкспорпмэнтальннэ результаты по изучэйню роли поверхности в )0цессе ВЭ, в чаотяоотз, по переносу вешетва катода, о влиянии

на ВЭ иоходной температуры поэзрхностп а ее чногокг, вязеш: действий, например, магнитного поля, к моманту начала наотош работы либо отсутствовали совсем, либо ноошш предварительны: характер.

Резшируя изложенное, следует подчеркнуть, что и авгозл! тронная, и взрывная эмиссии сопровождаются возникновением qaj ряда поверхностных явлений, которые определяй: устойчивость t катодов и процессы инициирования в поддержания ВЭ? К началу с онваеынх в данной работе экспаригангов указанные явления не с изучены целенаправленно в подробно; В связи'о этил офориударс направление настсшда: исследований: кошлакояоо гзучениа локг ных быстропротекавдих процзсоов на поверхности зкиттаров в ус ях существования сильных электрических полей к их роли в codo но эмиооеояных свойствах, что сущаотвзнно раоезрат предотавлз об АЭЭ и огимудированной ею ВЭ?

В третьем -разделе описана применяемая в ззопарагантах ад ратура и методики / 1,6,13,14,23 /.

Анализ результатов исследований АЭЭ и ВЭ показал; что оу b3hho новую енфоршеззз ш2н0 получать лееь при достаточно виз временном но) и пространственном (~0;i icaj) разрегапш шняакой аппаратуры. В связи о ¡этим в настоя^ай работе soseras применялись катоды автоэисссзонной,- растровой и теневой азввг вой ыгщроокошз, а гака кргогаяная и покоса ^ндная имцуяызна техника;' При этой широко нопользуешй проектор Цаллара баз до, фицаровав для проведение экопарииевтоз в .каноевгуяднои даапаз> дштельносгай шауяьоов? Сконструированный проектор прэдуезат; возможность ьнакшх воздейотвзй на иссяадгешЗ объект: охюзд до низках температур, воздайотвае кагнятного поля и т.пЗ Один вариантов проэктора позволяв подавать на зюттер яапооахунднк. импульсы напряжения ашяитудой до 300 кН?

Чистка вавуушна уеловяа, экоиерииавтов обеспечивались rijs

нением соотватогзугйЯй технахгТ

Дпя детального нзучзная масооларвнооа ара £Э бша разраб< на матодаа, при которой эдаттор размещался нвиоорадотванно в маре электронного ыикроокопа с подачей на него наноовхдгндшгх i пульоов напряжения!

В заключение третьего раздела обоуддаются причины пограш тей выпояняаных измерений и оценивается вх величины.

3 разладе 4 приводятся результаты экспериментов по изучении сне тики формообразования оогрий из вольфрама при перестройка

/ 1-5,7 /, а такая эмиооионных способностей перестроенных >трий / 8-II / и одиночных острийинх эмиттеров микронных разме->в,

К началу, настоящих исследований были получены эмиссионные зобращения (ЭЕ!) а профили пареотроенных эмиттеров; обнаружено жарение веиеотва ^определенных режимах, предложены механизмы, атерпретирующие ; эти результаты.' Однако; целый ряд моментов, как тмвчаетоя в разделе. 2, остался не объясненным.

Дальнейший прогреоо, как предотавлялооь, был возможен,во-арвых, при проведении эксперидантов в длительном врегяяноц ип-ервале териоподевого воздействия, что позволило бы подробно изу-ить кинативу и возможную взаимосвязь ЗИ острий при перестройка, :, во-вторых; при тщательной исследовании аволющи профиля и оо-1Тояния поверхности одного и того га острия и сопоставлении их о ¡оответстнуицими собственными ¡Ж.

Электрическое пол^ перестройки, составляющее (2j"9 ♦ 4^5); , 10 Б/см, определялось для исходных оирутаенно-оглаженннх оот-jañ со формуле Е±=* ^/¡fa » ^Дв í¿+- напряжение на оотрав? -зго радиус/ к

Выполненные исследования позволили сформулировать следующую концепцию формообразования вершины острийвого вольфрамового smot-гера при его нагреве в' сальной электрическом поле.

При термополевом воздействии (Т=2Ю0 + 2700 К = coast í¿+= const) осуществляется не только огранка оотрия, чтот5ыио известно и ранее; но и происходят ее изюзнёния, отображающиеся на соответствующих Эй / 3-5 /.

Поверхность экнттера, а также напряжение IL о » необходимое для получения фиксированного тока АЭЭ, проходят последовательно несколько вполне определенных квазиуотойчивах стадий I-Ш, что связано о неравномерностью образования плотноупакованных граней.'

_ ЗИ в стадии I обусловлено трехгранными углами, образованными гранями {ЕЙ} .

Когда уменьшающиеся грани {ooi} и {ll2j- достигают определенной величины, локальное усиление поля становится максимальным на стыках граней {ОГО] , [Oll} > [E2l] и им подобный, что-и определяет последующа а Ей (стадия П), Ц0 при этом о качко-

- а -

образно уканьпается, принимая значащи, соответствующие стадии

В иокзнт парохода в стадию П цачпнаатоя вопарошю татарка» чарез цзатры эмиссии (ЭД), и идеально простая форгэ вольфраиовс го кристалла с огранкой плоскостями типа {_00ll на достигаете* / 5 /. Хотя испарение при тершпалевой обработка наблюдалось и j нза, указанный момент его начала в литература на ошсен.

Атош к центрам иопарэния мигрируют по гранда {1X3}- Tai как для них энергия миграции (0,56 эВ/атои)гапьез, чем для грая {ОН} (0,96 эВ/атоы). Kpoia того в литература означается, чт. на гранях {112} суцаагвуат.сильная анпзотропгя Еозф^звдонта' г фузии и соотгз^стванно атсшм предпочтительнее двигаться к трав {001} , чем к граням {Oll} .

Уход и испарение атомов с граней {II2J- вшивает лоявязпг выемок и соответственно с тупа лак на вершине эмиттера.-' На Зй поя ляются 5Ц, соогвотсгвукщшз 1фаям образовавшая отупанысц^ Имзн в этой стадии И Ц0 достигает ваиманьшаго зЕачашк.

Процасс появления н нсчззновз'еея новых 'ступенек повторяете до тех пор, пока острие не достигает равноосного дая данных Ü и Т 'состояния (стадия 17"), зависящего тагке от типа кристалла ческой рашатки и орззЕтациг кристалла.'

Подчеркнем, что в предлагаемом механизма созертанно естеог венно объясняются наблюдавши ранае авгоэпитакснальность манров ростов npz "критической перестройке", заосгранна или затупленЕо эмиттера как целого пра прогрэзз б.ез поля пома критической пар стройки, а такзз диаахяка поведения ЭЦ в зависимости от различи

уолоеей.

Использование процесса тарлоподевой обработки позволяет ko¡ тгсыпруеми? образом осуществлять пзхяЕвкие фории и разнзров oorj до раднусоз, на порядки большх, чем э-о возможно при чисто термической сглакгваЕЕгГВ настоящей работе проведено затупление на фрамовнх острей вплоть до радиуса 5 + 6 мкм.

Посла установления механизма формообразования на первый геи выдвинулась задача изучения эмиссионных способностей как перо о т] енкнх, так и сглананннх острийных эмиттеров, особенно в импульс! режимах. Это обусловлено тем, что для перестроенных эмиттеров п< является возможность получить более детальную информацию о состс ш поверхности, а также существенным снижением рабочих напряге! Для сглаженных острнй большого радиуса можно было ожидать увели1

на абсолютных значений получаемых токов АЭЭ.

' В литература имелись лишь предварительные данные о предельно способностях одиночных острийных автоэмиттеров микронных г алее размеров в миврооавундном диапазоне , что было связано в сновном о трудностями цела направла нного формирования из ишь ирувдэй поверхности. Поскольку проведанные эксперименты позво-иливнработать требуемую мэтодину, появилась возможность сущаст-внно расширить исследования в данной направлении. Для проверки ыевдихся теоретических представлений об АЭЭ мз галлов прадотав-нлооь интервент! расширить диапазон радиусов иопояьзуемнх эмит-еров и длительностей применявшее иипульоов напряжения.

В настоящей работе удалось для Тц= 2 нко продвинуться до апряжения 150 + 160 кВ щи радиусах эмиттера 1кгЗ мкм. Пра-альныа значения токов АЭЭ для одиночного вольфрамового острия огут достигать 4 * 5А . В наноса вувдноы диапазоне были полу-:енн токи до 7А при напряжении - 90 кВ и Хк = I мкм.'

При больших плотностях тока, как известно, АЭЭ демпфируется роотранственнш зарядом (ПЗ)." Экспериментально полученная зави-ииость плотности тока АЭЭ, при которой начинает оказываться влия-зе ПЗ, от радиуса катода удовлетворительно согласуется о теоре-«ческой»

Предельная плотность тока АЭЭ ¿о i которая шкет быть отобрана о острийного катода без его разрушения, существенно зави-ит от Хк v В микросефндном диапазоне дня вольфрамовых оотрий

=1 + 3 мкм j>o составляет <1 + г);]!)7 А/см2. 1 наносекундном диапазоне j-o возрастает приблизительно на поря-;ок. Отметим, что предельная плотность тока рассчитывалась- по ариуле J-o » 1о/4?к » Гдв Io ~ Щядальннй ток.

Проведенные в широком временном интервале эксперименты < 1кс*0,3 шш) позволили более, точно установить овязь между ¿•о и -^и :

j-o = ол±0,2).fа9 Агс/см4, (1)

[то достаточно хорошо совпадает с теоретическими данными.

Ранее 6читалось, что получение больших токов АЭЭ возможно ишь для оглаженных эмиттеров,'

Однако, как, следует из проведенного анализа. Э1Г, а также пневых и растровых микрофотографий характерные параизтры эшо-

сионных центров (эффективный "радиус", "угол конуса" при вершине3 таковы, 'что если проводить аналогию со оглаженными остриями, то и для переотроеняыг эмиттеров можно ожидать достижения высоких плотностей и значений тока АЭЭ,'

Действительно, в выполненных экспериментах для перестроении вольфрамовых острий а большим числом ЭЦ при <СИ= 20 во достигнут ток АЭЭ 5,5 А при напряжении 44 кВ;

При этоиобнаружено увеличение наклона вольт-амперных характеристик (ВАХ) АЭЭ перестроенных эмиттеров, связанное о ростом эмиттирупцей поверхности при повышении амплитуды импульса напряжения;

В нано-; микро- и ииллисехундном диапазонах наблюдалось как заострение, так и затупление ЭЦ перестроенных острий при воздействии импульсного элекгричеокого поля и протекания эмиссионного тока, о чем можно судить по изменению напряжения LL0 , необходимого для получения в стационарном режиме фиксированного тока АЭЭ.

Затупление ЭД сопровождается эволюцией стационарных эмиссионных изображений (ЭИ), при этом отчетливо наблюдается изменение огранки ЭЦ;

По известному значении тока, при котором происходит упомянутое затупление, а также вычисленной при помощи ВАХ кли ЭИ величине зматтирунзай поверхности, удалось определить плотность тока АЭЭ, пря которой происходит затупление ЭЦ:

<Ьат = (4ч-&).10? А/си*. (2)

Указанные значения соизмеримы с предельными плотностями ток: АЭЭ в соответствующим кифоседундном диапазоне;

При определенных токах АЭЭ происходит взркв части ЭЦ на поверхности перестроенного оотрийного катода, сопровождающийся довольно существенным увеличением тока? Основная вершина эмиттерг однако остается ЕеЕарусанной; о чем свидетельствуют стационарные ЭИ.

Для одиночных округлекво-сглшюнкьос осгрийных катодов в микро- я кшлиоез^ндкоы диапазонах длительностей импульсов ранее на-бладаляоь предаривши эффекта, в частности, самопроизвольный (CI рост тока АЭЭ при постоянной амплитуде импульса напряжения.

В настоящей работе (Я poor в аналогичном диапазоне длительнс

тай замечен дая перестроенных острий.

При этом обнаружено,что ток АЭЭ 1пер, отбираемый" с пара с троенного эмиттера в импульсном-устойчивом режима до появления СП роста, более чем в 2 раза превышает ток 1сгл , отбираемый при тех же условиях со округленно-сглаженного острия / 10,11 /«

Наблюдаемое явление можно объяснить на основа решения уравнения теплопроводности с учетом Джоулева разогрева и эффекта Ноттингака.

В качестве первого приближения показано, что в определенной геометрии темперазура экиттиругацей поверхности несколько меньше при наличии микровыступа ('изъязвление'1) по сравнению со случаем, когда таковой отсутствует.- Следовательно, предвзрывныа эффекты будут проявляться при больших токах автоэмиссии, что и имеет ьчсто в эксперименте.

Качественно уменьшение нагрева вершины "изъязвленного" эмиттера-можно объяснить следующим образом. Плотность тока АЭЭ через вершину несколько увеличилась, следовательно, за счет Джоулева тепла привершинная область должна бы нагреться до более высокой температуры.' Однако при ув8лпчзнш плотности тога усиливается "объемное" охлаждение за счет эффекта Ноттингема.

При определенных ренинах этот процэсс превалирует над нагревом, что в итоге и приводит к наблюдающегося эффекту.

Таким образом, дроваденшэ в разделе 4 исследования позволили выявить детальный механизм формирования поверхности ос тройного эмиттера при натревз до высокой температуры в условиях воздействия стационарных электрических полей и обнаружить ее изменения при последующем импульсном воздействии и протекании тога АЭ2.

Поскольку установленная болев вцеокгя устойчивость перестроенных экаттаров по сравнению со сглааенннми связана со спецификой области тепловыделения, то ее увеличение для сглаженных оог-рий позволило бы повысить предельную плотность тока АЭЭ ,

отбираемого с них без разрушения за данный промежуток времени. Одним из факторов, определяющих нагрев эмиттера в начальных стадиях отбора тока АЭЭ, является эффект Ноттингамй, область тепловыделения для которого существенно зависит от температуры. В связи с этим значительный интерес представляли эксперименты в наяоселувдном диапазоне длительностей импульсов по тщательному

изучению эмиссионных свойств острийных катодов, находящихся в исходном состоянии при температурах Т0= 4,2 К, в том числе поиск возможных особенностей, связанных с неустойчивостью поверхности.

Обнаруженному экспериментально эффекту увеличения ¿-0 ,при охлаждении эмиттеров до температуры жидкого гелия и посвящен раздел 5 /12-14/.

Исследования показали, что при охлаждении ^ увеличивается в 2+3 раза (таблица I).

Таблица I.

Ей, не ! ¿зоо, I Ма.» М™?

5 5,3.10 • 1.2Л09

Ю 2,9.10® 9,1. И8

20 . 2.0.Ю8 5.6Л08 ..

150 8,0.:Ю7 1.65.Ю8

Примечания: острия из вольфрама; ^зоо и - средние зна-

чения ^о при соответствующих То ; перед подачей каждого последующего импульса напряжения эмиттер подвергался высокотемпературному нагребу.

Аналогичныа закономерности обнаружены для эмиттеров из Та и N8 , однако ¿о для этих материалов несколько нижа .чем для Ш .

Как следует из анализа эмиссионных изображений, эмиттирую-щие поверхности в предвзрывннх состояниях при То = ЗООК и 4,2К практически не отличаются. Это позволяет утверждать, что возрастает именно а не только значение тоет АЭЭ.

Достоверность наблюдаемого, эффекта была подтверждена радом прямых экспериментов, в которых проводилось непосредственное сравнение эмиссионных свойств одного и того же катода в зависимости от. его температуры.

Указанный эффект находится в хорошем согласии с теоретической моделью, основывающейся на том, что понижение температуры эмиттера до 4,2К вызывает существенное уменьшение Джоулева разогрева и резкий рост длины свободного пробега электронов. В результате основной "греющий" фактор при низких температурах -эффект Ноттингама - из поверхностного становится объемным,, что

резко уменьшает объемную плотность выдела лил энергия. Решение уравнений баланса энергии для электронной и решеточной подсистем о учетом нелокальяости передачи энергии от электронной подсистемы к решетке, выполненное Л.М.Баскиным, для ^ =Юно дало превышение плотности тока в 2,8 раза. Этот результат находится в хорошем согласии с экспериментом. Заметим, что из решения чисто тепловой задачи без учета размерных эффектов, за счет • охлаждения эмиттера для нельзя добиться увеличения более, чем в 1,45 раза.

Важное значение для повышения имеет выбор материала эмиттера . Анализ показывает, что тепловыделение происходит в глубине объема катода ("размазывание" Ноттингам-эффекта),всж длина свободного пробега электронов в эмиттере при рабочей температуре превосходит его радаус более, чем на порядок. При этом, как показывает расчет, необходимо выполнение следующего требования к чистоте материала катода ^ : ^ ^ , где а, - постоянная кристаллической решетки материала катода; радиус острийного катода; оСо - угол конуса при вершина. В этой связи отмзтим, что в экспериментах с вольфрамовыми эмиттерами (таблица I) чистота материала составляла 0,002, а для катодов из тантала и ниобия у. = 0,005.

Следует подчеркнуть, что для Ти = 5нс при То = 4,2К достигнута , превышающая все известные по литера 1урным источникам значения. Если расчет эффективной площади эмиссии производить по недавно полученному выражению 5 = 2,3 (Ек Ю^З/см^

¿0 составляет 2,3.10® А/с1^.*

При исследовании эмиссионных свойств острийных катодов в наносекуддном диапазоне длительностей ившульоов для различных температур был обнаружен ряд новых эффектов, связанных с поверхностными явлениями и рассматриваемых в разделе 6.

К ним относятся: самопроизвольный рост тока АЭЭ, обусловленный .перестройкой поверхности эмиттера в сильном импульсном электрическом поле / 13-16 /, а также эффект "колец" на эмиссионных изображениях, для которого предложен "волновой" механизм их образования / 16-18 /.

Ранее отмечены изменения поверхности эмйгтера в процессе и после отбора тдгошзов тока АЭЭ микро- и юлкоевидной длительности (^дээ~1Сг А/см2).

Дальнейшее увеличение J-дэз 'и приближение к продвзрывному состоянии содровоздаагся появлением ярких колец на- импульсных эмиссионных изображениях (ЭИ). Этот эффект объяснялся термоавто-электронной эмиссией из периферийной области вершины автокатода при его разогрева собственным протекающим током, образованием на ней концентрических перетяжек, а такке появлением в результате перестройки концентрических шкровысгупов (MB). Однако по ряду причин все эти ьахаяизмы не являются удовлетворительными, и природа эффекта остается пока до конца не выясненной^'

• В прадвзрывном состоянии наблюдается также самопроизвольный (СП) рост тока АЭЭ при прямоугольной форма импульса напряжения. При микро- и мяллцеекундной длительности это явление обычно связывают о Джоулевым нагревом эмиттера собственным эмиссионным током и эффектом Ноттингама. Недавно показано, что в указанном диапазоне СП рост тока обусловлен изменением температуры поверхности а отражает взаимосвязанный процесс образования в результат« перестройка MB п их разогрева.'

В настоящей работе указанные предвзрывпыз эффекты замечены и изучены в наносекунде он диапазоне длительностей импульсов *Гц .

Обнаружено, что уже в области сравнительно низких плотноста! ( j-дээА/см2) тока для Ту = 20 во как при комнатных, так и при гелиевых исходных температурах на вольфрамовых эмиттерах имеет место Ш рост тока АЭЭ приблизительно в 1,8 раза; Время за-дараки начала роота Tg по отношению к фронту икпульса уменьшается с увеличением J дээ и напряженности электрического поля Е на вершине острия; ■

Прж i-ддэ - (5 7).!0 А/оы2 Ш рост тока начинается практически на фронте импульса.

" Характерно, что осциллограммы тока полностью воспроизводят^ как при уваличепии, так и уменьшении тали туда импульса напряжен Подчаркнаы однако, что в этих экспериментах перед подачей кавдов последуодего импульса напряжения осуцаотвлялся высокотемяературн: натрав острия?

Наконец, в предвзрывной фазе (¿дээ~Ю® А/см2) вид осциллограмм довольно хорошо совпадает о рассчитанной ранее теоретической зависимостью ток* АЭЭ от времени. -

Для острий из тантала и ниобия также наблюдается СП рост го однако при других количественных характеристиках.

Обращает на иаоя внигание, что обнаруженный Ш poor тока АЭЭ в наяооакундном диапазона: длительностей юшульсов" начинавтся при плотноотях тока, существенно менышх, чем предельные." Это обстоятельство-практически устраняет нагрев эмиттера протекающим током, что отличает обнаруженный эффакт от такого же рода явлений, закачанных ранее, поскольку они наблюдались'всегда в предвзрывном состоянии. .

Как показывает 'ооогветстцувдий анализ, возможными причинами наблюдаемого, эффекта мохут быть: влияние собственного магнитного поля зшссионного тока; изменение эмиссионных свойств ост-рийного катода под дейотвиеы деформаций вершины как единого целого, вызванных дондеромоторннш силами электрического поля; следствие каких-либо вторичных эффектов, например, ионной бомбардировки; перестройка поверхности эмиттера в результата действия сильного электрического поля и протекания тока АЭЭ.

Проведенные ьксперименты показали, что температура эмиттера, собственное магнитное поле тока АЭЭ, а также ионная бомбардировка для обнаруженного СП роста практически на тлеют существенного значения.*

Роль электрического поля доказана прямыми эксперимантагй.в которых на острие перед отрицательным импульсом напряжения амплитудой подавался положительный предишульо U.+ (Е+ ^ lO^/cu).

С предампульсом при фиксированном l¿_ ток АЭЭ возрастает в 1,3 + 1,7 раза по сравнению о подачей одиночного импульса í¿_. Коэффициент возраотаная тока К, равный отношению тока АЭЭ ох пред-импульоом к току без наго, уменьшается с увеличением интервала ■ мадяу импульсами. Экстраполяция указанной зависимости дает возможность оценить время релаксации, за которое эмитуер возвращается к исходному состоянию? Для вольфрамовых острий в указанной облао-ти полей оно составляет — 180 не.*1

При подаче предимпульса наблюдалось существенное увеличание яркости ЭИ, что свидетельствует о возрастании эмиссионной способности катода.

Эмиссионные изображения, а также вольт-амперные характеристики (ВАХ), полученные в стационарном режима до и после подачи спаренных импульсов, совершенно идентичны.' Перед получением отатичео-ких ВАХ и ЭИ эмиттер подвергался нагреву.

Установленное влияние электрического поля на СП роот тока может проявляться следующим образом:

1) изменение работы выхода Ф;

2) изменения на поверхности эмиттера, которыми в свою очередь могут быть либо упругие деформации вершины как целого, либо увеличение ее микрошероховатостн.

Изучение теоретической зависимости К (Е), а также полученные, экспериментальные данные позволяют заключить, что наблюдающаяся рост тока АЭЭ может быть обусловлен изменением радиуса эмиттера Ъц примерно, на Такое уганьсенне 1К должно сопровождаться соответствующими изменениями линейных размеров вершины, которые ¿.однако при упругих деформациях не могут превышать 1,7$.

С Другой стороны, оценка доказывают, что полям Е а 10%/см, для которых наблюдается СП пост, соответствуют давления р =Ю,5 £0 Е2 ~ 4,4.10%Аг. Для таких Р относительное изкз-нение линейных размеров вольфрамовых кристаллов составляет примерно 0,5/?, что нз может обеспечить наблюдающиеся в эксперименте значения К.

В связи с этим естественно учесть, что пондеромоторыи силы, помимо деформации эмиттера как целого, могуе ■ приводить к изменению состояния его поверхности, которое проявляется в часгнооги в уменьшении работы выхода Ф. '

Сравнение БАХ, построенных по току плато импульса ^пл и максимальным значениям тока 1сп, позволяет найти эффективное уменьшение показателя экспоненты в формуле Фаулера-Нордгайма, определяющей ток АЭЭ, которое составляет 10 + 12?. Это соответст* вует уменьшению Ф на 6,5 4- 8$.

Однако известно, что с увеличением межатомных расстояний уменьшение Ф практически линейно. В проведенных экоперишнтах указанные обстоятельства связаны о изменением линейных разизров кристалла $£ , обусловленными пондаромоторным воздействием электрического поля и которые, как показано, не превышают 0,5$. По-видимому, ишнно такого порядка величину и составляет соответствующее уменьшение Ф .

Поскольку этого недостаточно для объяснения наблюдающегося увеличения тока АЭЭ, остается предположить, что в сильном импульсном наносакундноы электрическом поле наряду с уменьшением § возрастает также микрошароховатоогь поверхности эмиттера.

Указанное предположение подтверждено экспериментами /16/, которые показали, что при подача на эшггер импульсов напряжения

( =20 но) и отборе тока АЭЭ ( j-^33 у 10 А/см^его вершина перестраивается, о чем можно судить по стационарным ¡^полученным после импульсного воздействия.

Таким образом, установленный для наносекундного диапазона Ти СП рост тока АЭЭ объясняется в первую очередь выявленной для тех ш условий перестройкой поверхности эмиттера.1

Обнаруженные изменения поверхности для наносекундного диапазона позёолили выдвинуть гипотезу,, что с подобного рода поверхностными неуотойчивостями может быть связан наблюдаемый ранее только для импульсов микро- и мяллисекундной деятельности эффект "колец" на Эй / 22 /.

Стало понятным, что для сохранения подобного рода изшнаний поверхности при проведении экспериментов в наносекунда ом диапазоне требуется иоюшчить высокотемпературный нагрев эмиттеров перед подачей каждого последующего импульса напряжения.

Благодаря предложенной методике впервые для вольфрамовых острий удалось наблэдать кольца на ЭИ при <£и =10,20 не.

. Анализ новых экспарашнтальннх данных, а также литературных источников позволил заключить, что .в предвзрызном состоянии на вершине эмиттера имеется тонкий поверхностный слой вещества по своим свойствам подобный жидкости.

Известно, что вдоль границы, разделяющей такой слой и основной материал, могут распространяться упругие волны с вертикальной поляризацией, затухавшие при удалении от границы; Как представляется, для авгеэмяттера как раз и возбуждаются подобного рода волны, и яз парифэрни, где толщина поверхностного слоя достаточно мала, они проявляются в. виде кол8ц на ЗК.

В работе получено выражение, позволяющее теоретически определить возможную дайну Л образующейся вблизи вершины автоэмят-тара волны / 18 /: ^ /

^ 1 J > (3)

где t -лиЕвйный размер ("диаметр") облаоти, первоначально вовлеченной в колебания; d -ее ошщаяия.нормальные границе раздела; - модуль сдвига; б' -для твердого тела - удельная поверхностная энергия, для жидкости - поверхностное натязшэв^

& можно оценить по толщине колец на ЭИ. Сопоставляя их с известными радиусами острия и эмиссионного изобпяяеяия. получим

6ü 2,5.ICT^ мкы. Очавидно, что миншальныэ смещения, перпендЕ-кулярныз граница раздала и определяющие минимальную Л .будут порядка размеров атома, следовательно, для оценок полагаем d к 1<Г®н. Для твердого вольфрама, в чаотнооти, при температуре 300 К б* = 6,8 Н/м, а для раоплавлзнного б" =2,3 Н/м. Поскольку повархноотная энергия линейно уменьшается с ростом температуры, которая для твердого вещества внутри верпшш автозмиттера в предвзрывноы ооотоянии уже близка к температура плавления, возьмем при оценках значение & = 2,3 Н/м; Известно также, что для вольфрама

Подотавгв численные значения Е, б, *, ö н в выражение (3) , для длины волны получаем О.ОЗмкм.

"Экспериментальная" длина волны, определенная по известному разшру Эй в радиусу эмиттера, составляет 0,05 мкм.'

Близость расчетной "экспериментальной" длин волн являете? одним, из доказательств "волнового" механизма образования колац.

Практически прямое подтверждение достоверности предлагаемого механизма будет получано, если нанести на эмиттар из тугоплавкого материала, в чаотнооти вольфрама,- слой другого вещества с существенно меньшей температурой плавления и показать, что при появлении "колец" указанный слой переходит в жидкое состояние. При этом можно варьировать исходную температуру вольфрамового острия.'

Пусть в импульсном режиме при коходной температуре вольфрамового острия'Т0 для его вершины, покрытой слоем более легкоплавкого материала. кольцо на ЗИ появляется ври токе ¿33 I, а при исходной твмйеращ» Т0Г при токе I'.

Счзгеав», что при появлении "кольца" покрытие переходит из "твердой" в "яидаото" фазу заочат дополнительного Джоулева разогрева протекающим током А9Э.

Тогда, рассматривая балано анергии, можно определить температуру "жидкой" фазы, а фактически температуру тонкой поверхностной пленки Т* / 19,20 /: •

^ ('/оЧ - т;

* - w^r—;• f/mr4tw

Для вольфрамового острия, покрытого торием /\ 1» при То = I000K в я 300 К? Тогда Т® = 1320 К.

Как известно, твипзратура плавления плеши Тел составляет

Тоб , где TQ(j - температура плавления объемного материала, тория Т0(5 = 2023 К, тогда TM а 1350 К. Следовательно, овладеет о Тпд с точностью около 1%.'

Очевидно также» что если-в какой-либо режима появления ;ец" снизить исходную температуру, например, на 200 * 300 К, оверхносгный-слой не сможет перейти в идкую фазу, и койьца И должны исчезать, что и наблюдалось экспериментально. -В пользу "волнового" механизма образования колец на ЗЯ эмиттеров в предвзрывных состояниях свидетельствуют их отли-иеся местоположения для различных импульсов напряжения,а е ряд других экспериментов.

Эффект "колец" впервые запечен для перестроенных острий/21/.

Обнаруженные.в наносекунднеы диапазона эффекты, связанные устойчивостью поверхности эмиттера, имеют как сацостоятель-ценность, поскольку дают, в первую очередь "кольца" на ЭЯ, тливые критерии достижения предвзрывного состояния, так и этельствуют об общяооти процессов, сопровождающих возбузде-ВЭ протакавщни током &Э9 в аипульсных реаяуах.

В связи с изложенный появилась возможность тщательно изу-саи процесс перехода АЭЭ в ВЭ с наносэкунднны разрэиеппеи строгой контроле параметров и чистоты поверхности острийных теров. Это позволило связать раэруненне острия о кинетикой ВЭ я удельной эрозией, определить нассопаренос и х.п.-. Результата-экспериментальных неследований закономерностей ассмотрены в раздела 7 / 23-28 /.

Тщательное изучение профйлэй эмиттеров до и после взрыва, кхе их сопоставление о осциллограммами, отображающими имен-ля них переход тока АЭЭ в ток ВЭ, позволило измерить ьную эрозию 2Г »

Вследствие отличий в значешщх У нужно разделить:

1. Взрыв острия в виде типичного автоэлектронного эмиттера, этом взшв может происходить: а) на фронте; б) в конце ии-са напряжения.

2. Взрыв мелких шшровыступов на поверхности грубого эмит-- "острия? большого радиуса.

. В соответствии с изложенным и измеренной удельной эрозией лены следующие режимы ВЭ:

1,а - форсированный взрыв (на фронта импульса):

tf — Ю"1 гДл i

б - режим постепенного ввода энергии (взркв в конца импульса): * к 5ЛО""2 г/Кл;

2 - взрыв малках михровыотупов: У « 5Л0"*^ г/Кл.

Именно этот 2-3 случай рассматрийается обычно в работах

других, групп исследователей, причем приводимые в них значенк X достаточно хорошо совпадают о указанным выше."

В зависимости от режима взрыва временные характеристики шгут иметь различный характер* Поэтову представлялось важны более детальней их изучение и сопоставление полученных раэуль тов о даянша других авторов;'

Анализ осциллограмм позволил наряду с известной ранее ф зой резкого роста тока ВЭ (а также фазой "медленного изменен проводимости") обнаружить наоыщенив тока БЭ7

3 ряде олучавв в режима взрыва мелких МВ на поверхности грубых оогрий осциллограшы отображают сравнительно медленно нараотание тока ВЭ и напоминают осциллограммы, получающиеся просое ьакуумных промежутков с плоским макрокатодом;

Обращает вникание, что для данного эмиттера на одном из пряпэугольных имцульоов напряжения осциллограмма тока ВЭ мая свидетельствовать о насыщении", и на другом - о мздоанном его нзшненни. Поскольку при этом от импульса к импульсу вообщз воря измэЕяегся только состояние поверхности эмиттера, го т но с нем и естественно связывать разную форцу ооциллограмн тока ВЗ;

Как представляется, нас-здание на осциллограммах тока В2 связано в рассмотренных экопертлзнтах с недостатком поступав плазма з нзгзлэкгроднгй дромэжугоя; КонцэЕтрацнз плазмы км понизить, если существенно уканышть число взрывающихся в га ние импульса тока ВЭ микровыотупов, что достигается ограниче ем эмаггирупцей поверхности катода. Тогда в определенных peí мах можно добиться того; что длина свободного пробега алекг! нов в плазме до отношению к электрон-ионным столкновениям 6 превышала размеры разлетающегося шгазианного сгустка R, "Г При этой га время варасташа тока на фронте импульса плазма, образующаяся при взрыве £35, обволакивает практически вою пга ность зшттера, что и приводит к насыщению тока ВЭ.1 Естестве значение тока Еаоыщания определяется в данном случав в перз]

редь эмиссионными свойствами катода?

Можно полагать, что плазма тогда является кошансирущим ом, а электроны экиттируются'из конденсированного вещества аничэнной вершины острийного катода, обуславливая насыщение а ВЭ. Нарастание же КЗ на фронта импульса может быть овязано епловой эшссией электронов с фронта разлагал® йен плазмы ка Ц > Сер ) и подчиняться закону 3/ 2 .

Следует также отазтить, что в отличных от рассмотренных а режимах возможны, конечно, и другие причины появления на-;ения на оспдллограммах тока БЭ, в частности вследствие тормо-ня плазмы, на что в диссертации имеются 'соотватствущие осыл-

Еопрос о нарастании тока ВЭ и его насыщения имеет самоз юсрэдсТЕ31Ш03 отношение к вольтампарннм характеристикам (БАХ)

Естественно, если при определенных параметрах системы "ка-!Ниазмап нарастание тока ВЭ в течение одного импульса опредз-" зтся законом "3/2", то е»гу же будет соответствовать и ВМС. аако укзотно подчеркнуть, что закон."3/2" обусловлен в таком учае наличием в прозлзжуткз" разлетающаяся пиазш - вакуум", ачительного пространственного заряда (ИЗ) и не зависит от ш-низма эмиссии,' Специфика здесь может заключаться лишь в учете зньшения длины вакуумного зазора при разлете плазмы, что и вы-лнено ранее в ряда работ,' В связи о этим нотинно эмиссионные ойства (если о таковых вообще икает смысл говорить) ВЭ и соот-тстванно В4Х мозно, по-виднкоаду, изучать только для катодов очень небольшим количеством взрывающихся в течение импульса ), когда осциллограммы тона выходят на насыщение;'

Зкспериментальяыз ВЯ ВЭ в режима взрыва мелких МВ на по-|рхности грубых острий при различных условиях ее шинирования существования (варьировались материалы и иоходни температуры ангаров, а также различные воздействия на них) в координатах \ 1 от и> (I - ток ВЭ, Ц, — ашяитуда импульса напряжения) тают практически одинаковый наклон,*

При этом зависимость тока ВЭ от напряжения довольно хороша аисываагся эмпирически соотношение«

I = сиЯ65'2, (5)

да С - постоянный коэффициент, зависящий от состояния поверх-

роста катода в процесса БЭ, в частности, от ее микрошарохова тосга и, следовательно, количества эмиттррующих центров.' Если полученные характеристики перестроить в координата af( Ун), то они также будут представлять прямыэ лив (естественно, о оцределенной степенью точности). Такое повад ние ВАХ для шогоострийных взрывоэмиссионннх катодов отмечалось и ранее. При этом ЗАХ ВЭ для разных материалов и различ исходных состояний в принципа могут и должны иметь разные на клоны.

В настоящей работа в силу иденгичнбсти условий проваде эксперимента (довольно близкие радиусы эмиттеров, на поверхн ти которых при каждом последующем импульсе ■ происходит взрыв дельных змассиошшх центров; приблизительно одинаковая геош рия экспериментальных приборов; незначительная разница работ выхода для исследованных .материалов,.;:по-видамому уменьшающая-для жидких состояний) ВАХ ВЭ оказались практически параллель ми и совпадающими по наклону о ВАХ ВЭЭ, полученной дня вольф; мового острия радиусом 0,3 мкм.

Отмеченная £хожесть ВАХ АЭЭ и ВАХ ВЭ не является, по-ви; мощ, случайной :и свидетельствует в пользу туннельного мэхаш ма высвобождения электронов с катода с процессе ВЭ;

Проанализируем результаты, полученные при изучении ВАХ 3

Как известно, при прохождении электронного тока в вакуу! при наличии пространственного заряда (ПЗ) возможны 2 случая:

а) ПЗ создает сравнительно слабое поле. При этом'потенщ результирующего псяя Ч> , являющийся суммой потенциала прил< женного поля и поля ПЗ, не имеет минимума, а идет монотонно j всем протяжении вакуршого промежутка (Ш). Тогда все эиитщх ванные электроны достигают коллектора. Если их число зависит напряжения IL , го ВАХ отличается от закона "3/2" (АЭЭ в слас долях).

б) ПЗ создает сравнительно сильное поле. Тогда имаа; минимум. В результате задерживаются алактроны, энергия котор! недостаточна для преодоления барьера. Это и есть режим тока, ограниченного ПЗ.

Очевидно, провал потенциала можно устранить, уменьшая ПЕ (эмиссионный ток) и увеличивая И . Для БЗ это достигнуто щ уменьшении радиуса катода и соответственно числа N взрыва»ь

хся на ном эмиссионных центров (ЭЦ). Тогда из-за цикличности овдсса ВЭ плазма в Ш поогупаат дискрагнымк. порциями, в отли-:а от случая мэкрокатодов, когда такое поступление вследствие льшого числа взрывающихся ЭЦ (шкровыступов) можно' считать надрывным.

При малом N концентрация плазмы вблизи поверхности катода ;стро уманьшаатся и тохопрохождениа в Ш определяется, как сдает из проведенных экспериментов, процессами на контакте "катод-:азма". Если постушшниа плазмы непрерывное, то определяющими яяются процессы в промежутке "плазма-закуум".

Необходимо подчеркнуть, что в обоих случаях исследуются яссионные свойства катода, но они различны.и зависят от уело-;й токоотбора. При этом для дискретного взрыва ЭЦ по ВДХ можно 'питаться определить механизм эмиссии электронов из конденсиро-1ННОГО вещества катода.

Следует откатить, что на фронте импульса тока КЗ и на плато гасшеяие) при малых N на исключено изменение характера токо-юхождания в мэнэлэктродяом зазоре. 3 частности, при ' < Ц [ределяющамз. являются процессы в промежутка ^ггеазма-вагуум", 1ханизм эмиссии из плазмы в вакуум, как преде таатяатся, тепло->й, МХ подчиняются закону "3/2". Однако для подтверждения это> трзбуегся проведение экспериментов с очень высоким временным ^решением, поскольку длительность фронта импульса тока ВЭ со-'авляат ~ 1+ 2 не. При этом процессы на контакте "катод-плаз-1" "подстраиваются" под процзссы з промежутка "плазма-вакуум".

Когда достигается состояние с Сер>Я , определяющими стаяо-1тся процессы в промежутке "катод-плазма", механизм эмиссии,по-1ДИМ0ЦУ, полавой, разлетающаяся плазма создает компенсирующий ш. Б этом случае БАХ ВЭ не описываются законом "3/2".

Естественно, возникает вопрос: создается ли у поверхности атода напряженность электрического поля Е, необходимая для злавой эмиссии?

Значения Е молено оценить из экспериментов (раздел 8) по эздайствшз на катод с .образованной при БЭ плазмой импульсом зпрянения "положительной" полярности такой жэ амплитуды. Кая звастно,

где 5* - коэффициент поверхностного натяжения, Ьтау - максимально возможная высота вытягиваемых из жидкого *латалла мшср выступов.

Согласно полученным экспериментальным данным, для вольфра ыовых острий /?гп4х — О»9 ыки. Тогда Е >' З.Ю7 В/см, что доста точно для обеспечения полевого механизма.

Таким образом, в результате выполненных исследований пока зада, что для тока ВЭ экспериментально наблюдаются насколько в дов вольт-амперных зависимостей.'

Для изучения временных и вольт-амперных зависимостей ВЗ т бовалось обеспечить высоту® воспроизводимость импульсов тока в режима взрыва ИВ, которая определяв тся регенерацией гшосионны центров при последовательных включениях. Условия регенерации з висят очевидно от теплофизических свойств материала катода и в исходной температуры.

Полученные гистограммы распределения тока ВЭ по амплитуде для различных материалов катодов и внешних условий показывают, что его стабильность возрастает с понижением температуры катор и при наложении внешнего шгштного поля; Наилучшая сгабнльнос для медных катодов составляла 2$ при напряженности магнитного поля а 2,4 кЭ.:

Поскольку формирование рельефа поверхности эмиттера в про цессе взрывной эмиссии определяет ее основные характеристики, иманно этому вопросу посвящен раздел 8 . в котором изучена эре зля острийных катодов / 23,24 /, обнаружен аффект инерцион ного развитая МВ на ^поверхности жидкого ка галла / 26,28,30 /, предложен механизм неустойчивое тай тока ВЭ, основанный на огрь катодных микрочастиц .

При использования обычной схемы эксперимента - проведение всех измерений в специальном приборе о последующи извлечением объекта р перенесением,, его в камеру электронного микроскопа -получение подробной, информации об изменениях поверхности эмитз ра становится затруднительным. Методика, используемая в настог щей работе. наряду с обычной схемой позволяла возбуждать про-цесо ВЭ и проводить все Измерения непосредственно в камере эле тронного микроакопа.

Средние значения количества перенасенного вещества в различных режимах ВЭ для вольфрамовых острий приведены в таблица

Таблица 2.

, нс f т0> г 1 , _ " | ¡tupj г ! Ио»мкм ! Яф» мкм

<5,140, &) ¿:Ю~9 (1,8*0,4) ЛО-8 3;740,4 5,6+0,8

(4,5+0,9). Ю-9 (2,2ip,S).I0-8 4,3+0,6 6,6+1,0

(3,4+0,9) .Ю"9 (3,0.^0,7).ЯГ8 3,7£0,'8 7,0+1,0

эма- (7,0+г,4)Я0-8

аа - — Ю,0+1,0

мэчайие: file и Pltp - средние количества вещества, пэренэ-ного в режимах постепенного ввода энергии и форсированного ива соответственно, Но и R<j> - средние радиусы эмитте-после взрывов в тех же режимах. Температура острий в иоход-соотоянии То=300К.

Полученные данные свидетельствуют о том, что основной перевещества осуществляется в стадии быстрого роста тока ВЭ.Этот ультат подтверждается также измерениями удельной эрозии.£ .

По результатам измерений массопереноса и осциллограмм пера-а АЭЭ в ВЭ ,при различных начальных температурах можно также лючить, что несмотря на некоторые различия в процессе инивди-ания ВЭ, процессы функционирования и поддержания ВЭ в течение ого импульса слабо зависят от начальной гемпотмтттн и исход-о состояния сверхпроводимости эмиттера.

Одним из принципиальных моментов, остающихся до конца не-сненныма при объяснении природы взрывной эмиссии, является рос о природе микрорельефа поверхности катодов.

В литературе ранее обсуждались, в частности, следующие два анизма его форшрования:

а) вытягивание микрооотрий из образующегося на поверхности [кого металла (ВО под действием поля объемного заряда;

б) вытеснение Ш с образованием кратера и бруствера, на ■ором из-за разбрызгивания вследствие большого давления плаз-появляются острия и кашш.

В естественных условиях после снятия отрицательного импуль-напряжения И- сохраняются только те MB, которые не успели

распасться при остывании поверхности эмиттера. Влияет ли эле« гричаское пола на возбуждение MB, можно выяснить прямыми' эко перименташ, подавая сразу же после отрицательного импульса U, "положительный" импульс 11+ . Проведенные исследования^ том числе при нахождении эмиттера непосредственно в камере элвктр' ного микроскопа , позволили ответить на этот вопрос полой тельно.

Предварительное возбуждение поверхности жидкометаллическ< го катода импульсом приводит к тому, что ток ВЭ на подава( мом через промежуток времени д t импульсе U- увеличивав! ся. по сравнению со случаем, когда ВЭ инициируется только ишу. сом ¿¿_ . Причем увеличение тем сильнее, чем боль® интервал At .

Обнаруженный, эффект связан с тем, что посла прекращения j ствия пондеромоторных сил электрического поля мяда m вовбуяу нык MB инерционно продолжается.

Исследования, проведанные в СВЧ полях, позволяют заключи; что при формировании микрорельефа поверхности твердотельного i года в процессе ВЭ существенную роль играют, с одной стороны, давление плазмы, о другой поле ее объемного заряда. Боледси давления происходит образование микрокраг8ров с валиками на ш раферия, на валиках электрическим полем вытягиваются микроосц Следовательно, оба обсувдаемых ранее механизма реализуются в х ствительносгЕ. В зависимости от условий возбуждения ВЭ (исхода температура.катода, режим взрыва и'т.п.), предпочтительным moi оказываться либо первый, либо второй механизмы / 31-33 /.

Наиболее благоприятные условия для сохранения МБ, образуй щихся в процессе ВЭ, реализуются при проведения экспериментов остриями, находящимися при температурах жидкого гелия (Го*4,23 При этом удается обнаружить субструктуру поверхности, проявляг щуюся в наличии большого числа MB с очень малыми размерами, в ток числе и менее 0,1 мкк .

Важную информация о состоянии и эволюции поверхности удал сь получить в опытах с остриями, подвергнутыми воздействию мах нитннх полей в условиях охлаждения до низких температур. Обнах жено, что наложение внешнего магнитного поля стимулирует на пс верхности интенсивные волновые процессы, сопровождающиеся паяв лением очень большого числа довольно однородно расположенных H

близкими параметрами» Размеры этих МБ для осгряй из меди ютевляют доли микрометра* Их наличие обуславливает высокую спроизводимость тока ВЭ при многократных включениях (см. саз-л 7).

Выполненные.исследования показали также, что одной из при-н, изменяющих-рельеф поверхности катода при ВЭ является отрыв стид его вещества, сопровождающийся всплесками тока,

Игучено-такхе поведение системы "поверхность катода -рывоаыиссионвая плазма" путан воздействия на нее последователь-й серией высоковольтных импульсов-напряжения. Амплитуды импуль-в непряжения выбирались как соизмеримыми, так и существенно личающимися. Проведенные исследования дали возможность распить и уточнить представления, сформулированные ранее, а также полнить их существенно новыми результатами / 26,28,29 /.При этом показано,' что при подаче двух импульсов напряжения ношение тока ВЭ-на втором импульсе к-току ВЭ на первом неыоно-нно зависит от временного интервала между, ниш. Для какого-то тимального состояния системы "катод-плазма" повторное налозе-е электрического поля наиболее эффективно, то есть ток во втом. импульсе возрастает максимально. Замечено такжегчто появление увелтние тока ВЭ при последующем создании внешнего электри-окото поля зависит в первую очередь.от состояния, поверхности иттера, формирующейся при подаче первого импульса.напряжения.

В разделе 9 рассмотрены некоторые вопросы практического пользования кетодов .на базе автоэлектронной .и взрывной эмиссии, кем описаны, разработанные на основе проведенных исследований особы формирования эмиттирувщей поверхности автокатодов и их нотрукции, конструкции взрывоэкиссионшос катодов на базе аедхих таллов, методы получения АЭЭ и ВЭ, а также сильноточных экгронных пучков / 33 - 40 /.

Наиболее важными представляются ори-этом следующие моменты, В отличие от известных способов формовки эмиттирующей по-рхности острийных автокатодов путем прогрева острий в форми-ощем электрическом поле при температуре и напряженности, вызы--ощими образование микровыступов на змиттируюцей поверхности,-предложенном методе периодически контролируют напряжение Uíq , зспечивеющее получение фиксированного тока АЭЭ» а формовку ве~ i до того момента, когда прекратится уменьшение указанного пряжения при соблюдении следующего соотношения: U0 4 *

где Ц.+ - напряжение, создахщее формирующее электрическое пола, кВ ; пъ - численный параметр, зависящий от ¿¡бранного фиксированного тока АЭЭ и составляющий для диапазона токов ГО-'' + К"6 ' А значение (2,7^3);

По описанным методикам были изготовлены и испытаны много-осгрийные сиотемы о самым различным числом эмиттеров.

В чаогнооги, один из исследуемых катодов ооотоял из двух параллельно закрепленных П-образных матриц с 20 остриями на каждой. Матрицы изготовлены из вольфрамовой фольги толщиной 50 мкм методом электроиокровой резки. Термополевая обработка производилась при Т=2300К и повышении напряжения (1+ от 12 кВ до 28 кВ ступенями через.2 кВ; Время.выдержки на каждой ступени составляло 2 мин. При 28 кВ время выдержки 4 мин.

Максимальный ток АЭЭ, полученный о описанного катода с оста лял 175 А при амплитуде импульса напряжения 53,5 кВ СЦи=20нс).

Со сглаженного авгокагода (25 острий) получен ток 160 А пр напряжении 50 кВ ( Тм « Я) но).

Для катода с 12 работающими сглаженными оотриями при

= 2 икс максимальный ток АЭЭ составлял 20 А (амплитуда импульса напряжения 167 кВ); * ■

Поскольку для оглаженных многоострийных автокатодов оставт ся неясным вопрос о числе п. работающих одновременно эмиттеров, в настоящей работе впервые предложена методика расчета эффвктнв ности при хермополввой обработке о последующим термический сгла аиванием, дающая выражение / ОД /:

■■«Ж®

где п,о , обычно равное I или 2 - число острий, эмиттирующах, при первоначальной подаче напряжения} 1Ц , Ц^- напряжения, обеспечивающие получение тока 5в ПГ^А до формовки;

И} и Ц). - го же после формовки* р «2 или 3 (по разным источникам/ в соответствии о выражением I = С{Ерсхр(-са/н) » определяющем завиожмооть тока АЭЭ от напряженности электрического поля Е.

Отметим, что вквого значений Б^КГ^а и КГ^А можно условиться о получении каких-то других значений токов АЭЭ. Тогда в выражении (7) изызеятоя постоянные коэффициенты?

В случаз, если наг Еозтагностз определить а0 (например, приборе с азтокатодок на дрздусыотрено наблвданяа эмиссионных ОбраЛГЗЯИЙ), мояко еичвзллтб' отноезитз ^/гьо a $орт,»вку fjhoro-трийного катода производить до:yaz пор, пока это отношзнга на рэстанет измзнятьоя.

Предложенная методика бшга .провзрзна и подтверждена экспа-кзнтально, прячэм правильность расчетов контролировалась по ггеоионнга изображена»!.

В раздала 10 приводится качественная картина явлений на изархностп эмиттера при воздзйсгзги сильного электрического по-[, а такга основнш получению результаты:

I. Показано, что в процэосэ териополэвой обработка (пзрз-;ройкз) эмиттер проходит поолодоватзльно насколько нвазиустой-шик стадий, ооотвзтотвуацлх определенным значениям напряжения, ¡бспэчшшпзго получанЕо фиксированного тока АЗЗ, и эмиссаоя-ал изображениям. Пароход из одной отадиз в другую происходит сачкообразко.

При достаточной зкепоззезт самопроизвольно, наотупаз? режим i пара .тая, в результата чего з итога зсттгер привгмзе? равно-)снуп дая даяанх полей з температур фор?<т,

Эмиссионные изображения прз АЗЭ перестроенных эгаяттарез со-кшгея-изломана па сгупоныах, появляидахся в результата иопа-зяяя, хаотического нагромажданея атеглов но образуете!,

. 2. Установлено, что нерестрознныз автоэлактронню острпй-ьа катоды является более эффзктавян.\з змяттерами по сравнению э скруглзнпо-сглаЕз клн.с.

Одредалааи пдзтвост.2 тоет АЭЭ„ прюподятяа к эатуялояко о1:-вльнаас эзагссгоюах xpsrjos (SU) £3 ssjsctpc^Fn:?:-: оюттарпг.

Подтвзрвдоно, что ззрав отдельных термсполввых ЭП ка пря-одит к гибели воз го яерэстроэниого остра.'..

3. Однозначно установлено, что охлаждение эяиттвра до тем-ературы .-гадкого гелал приводи? к увеличений в 2+3 раза прздзль-ой плотности тока АЭЗ, отбираемой от эмиттера без его разрует-sзя за'данный промежуток врезана, по сравнению с предельными лотностякз- тоаоз оотрайянх катодов, находящихся в нохоеном с6-тояниг при То = 300 К.

Обнаруженный эффект находится в хороши согласии с теоре-

тической. моделью, основанной на ."размазывании" аффекта ноттияга ма ири низких температурах..

4. Обнаружено самопроизвольное возрастание, тока АЭЭ в наг секундной диапазоне при-плотностях тока на порядок меньших, чек предельные. Указанное явление объясняется перестройкой поверзснс та эмиттера в сильной ¡электрическом поле при протекании тока АЕ

.. Замечена остаточная перестройке поверхности острийного эмиттера посла-отбора автоэииссионного тока в наносекундном две пазоне длительностей.

5> Впервые показано, что в предвэрывнсм состоянии острий-ного кайода г наносекундном диапазоне наблюдаются яркие кольца на эмиссионном изображении.

Эффект "колец1* обнаружен для. перестроенных острий.

Предложен и теоретически рассмотрен "волновой" механизм i образования.

б. Измерена удельна» эрозия % фри ВЭ острайных эмйттер что позволяло выделить-ев режимы: .

а) форсированный взрыв ( на фронте имлульса ): У к Ю-1;

б) режим постепенного вводе энергии С взрыв в конце Шоу; са ): У и 5.I0"2- г/Кл?

в) взрыв мелких микровыступов: У «г 5.10"^ г/Кл.

•7. Обнаружен эффект инерционного,-раавития микровыступов i поверхности жидкого металла, заключающийся в определенном зада; дывашш вытягивания неоднородности относительно включения элек ческого поля, которое продолжается;^ после его выключения. Это означает, что первичное возбуждение полем и формирование и рорельафв поверхности катода могут быть разнесены во времени*

Показано, что на характер микрорельефа катода при многок ных- отборах импульсов тока ВЭ существенное влияние оказывает в ловение внешнего продольного магнитного поля,

8. Предложена .и применена методика ваносекундного зондир вания системы "катод-плазма", позволившая экспериментально уст новить, что увеличение тока ВЭ при следующем создании внешнего электрического поля параметрически зависит от эмиссионного, уро процесса, Достигнутого на первом импульсе, и показать, что зав оимость тока во втором импульсе от интервала между импульсами принципиально имеет максимум.

9. На основании приведенных исследовавий.разработана методика формирования нногоострийных автоамиссиониых систем, что позволило получить с многоострийного перестроенного автокатода ток АЭЭ I75A при длительности импульса 20 яс, а также предложен ряд практических приемов улучшения характеристик катодов, работающих в режиме взрывной эмиссии электронов.

Основные материалы диссертации нашли отразение в следующих публикациях:

1. Жуков 3.U., Полежаев СЛ. Исследование поверхностной саыодкффузии острайных -автокатодов//Радиолнз к радиационное материаловедение: Сб.научн.тр./ЛТИ ш. Ленсовета Л.1986.С .71-78.

2. Яуков В.Н., Полежаев С.А. Изменение форзш острайных эмиттеров при тернополевом воздействни//Тез.докл. XX Во. конф. по эмиссионной электронике.!.1.КИ6В.1987.С.173.

3. Жуков B.U., Полежаев С.А. -Эволюция поверхности микрокристалла на вершине острзйяого эмиттера при териополевом воздействии/ ДТ«. 1987. Î.57. C.II33-II36.

4. Zhukov V.M., Poêeîhaev S.A. Tip FmCitez i>uz{ax& FvaêutLcn Undn Tempczatuie and Fceù[ InjCuence and Its Emitting. ASiêity ¡fPtoc- ХШ Int. Syrnp. on tyàthaiges and Elictùcat Ы&1.и Vacuum. Ралк. i S 88. V.i. P. Zl-ÍA.

5. Жукоз B.M., Полежаев С .А. Эволюция поверхности острийнах автокатодов при импульсном режиме работы//Радиотехника и электроника. 1988. Т.ЗЗ. Й 8. C.I7W-W7.

6. A.c. 1075326 СССР, Ш8&9/02. Способ формирования эмагтярую^ай-позерхлостя автоэлектронного остряйного катода/ 3.!1Луков, Д.Н.Паутов, С.А.Полезаев//Б.И. 1984. »7.

?.. A.c. 1318108 СССР, ШШэН0и 1/30. Способ формовки эыит-тарующей поверхности азтоэлэктгошшх катбдоз/В.Ы.Хуков, З.А.Полежаев.-

8. Зуков В .il., Полежаев С.А. Автоэлектронная эмяосия пере-строэнных.оотрййзых катодоз в-иыпульсноы режаме/Дез.докл. У1 Вс. сиип. по сильноточной электронике* 4.1.-Томск. 1986.-С.76-78.

9. Зуков- B.U., Полезееэ С.А. Эмиссионные заг-ономерсостд-перестроенвых автокатодоз//Радиолиз а радиационное материаловедение: Сб.научн.тр./ ДНИ км.Ленсовета. 2. 1987. С.26-37.

10.-Жуков С.А.-Исследование автозлектровной эмассаа структурно паре строенных катодов//Радиотахника и электр< нака. 1988. Т.ЗЗ. fâ 10. C.2I53-2IS». ■

11. Жуков В.И., Алмазов А.А.. Самопроизвольный рост тока полевой егектроввой ешосш (ПЗЗ) для перестроенных оотркйных зшттеров//Таз.докй. 121 Бо.конф. по эмиссионной электронике, T.I. Л. 1990. 0.^41. '

12. Ahenai/ ftS* Валксл LM.„ ïhakcv V.H.» Втщ Fedozovf/J. Shuikova. O.P. Féeid fmtùon Ctivuris Iaitûrtty Vacwm Bmkdcwn, foi Mei&fc CcaCùng Up ta Lùi&ùl fieêîm Tempete.iu.ie //Ръ>с^_ Ш Trit. Cbttf. Phenomena. in IcnLitd (Sasei. Саггбг.Рарец. Pa.it £. бегЬа . (m. P.6S$-65& .

-13.--Еуков B.U., Аксенов U.C., Фуррей-Г.Н. Продпробивныа эффекты в продельные плотности тока аьтоамиссги в наносекундном диапазоне//Ш. 1983. T.53.-fe8.:C.I588-I593.

■ 14. Еукоз В.Н., 'Акоонов U.C., фурсей Г.'Н. Автоэлектронная а взрывная ашасня генеалогией ниобаЗвых острлй в наносекундном детпа80не//Радакяехшша -к 8лектроника.1984.Т.29Л£.С.314-318.

15« Суков В.У., Полежаев С Д. вменение поверхноотй бстрий-нше катодов прз гоздвйствзш элвктричеокого поля наносекуядной длительноста//Теа. докл. 71 Во.симя. по сильноточной электронике. 4.1. Томск. 1986. C.79-8Ii .

3j6..Жуков, B.U., Полицаев С.А.-Изменение поверхности острай-ных аниттеров в напосекундамх электрических полях//Радиотехннка и олэктрошша. 1988. Т.ЗЗ. Ш II. С.2360-2365.

Ï7.-Еухоэ Б«и.*.Егороз H .В. О iraxamiaue образования колец на зшссиониых .Езобравенпях оотрифшх полевых катодов//Тез .докл. XXI Во.конф. по ешгоспонной электронике. T.I. Л. 1990. С .240. w 18; Хуков B.Ï. ...Егоров Н.В. Об- аффекте ?колец" на эмиссионном изображении автокатода в предвзрывном состоянии// 1ТФ. 1991. T.6I. fô.9. СЛ70-173.

- I9i à.c. 1730969 СССР, ШШ8Е013 1/30. Способ определения крл тйчео&ой тэцперагуры оогргйного амитта ра/В .11 .Еуков, - H .В .Егоров.

- - 20. Жуков Б Л!., Егоров Н.В., Прудников А.П. О температуре и соотояше поверхности острайвого полевого амиттера- при появлении ''колец" не 8М2ссаоннои пзобрагврз1//По£ерхность. Физика, химия, механика. 1993. fâ б. С.33-3?.

-21."Жуков б;М., Егоpos HíBí,-Прудников а.П; Обнаружение-jaKta ?колед? для яолвЕых пэрвстроеншаострайша эыитгерйв// ЗТКИ8 содерх. . докл. .-Ш1 коеф. по эмиссионной электронике. >. U. 1994. С.36-37.

• г2."йуков В»11.,ЕгоровН.В., Прудников Л.П.. Кинетика-тока-состояния поверхности полевого острийного эмиттера в шллисе-.-вдноц диапазонэ//Нраткие содерз. докл. XXII Конф. по эниссибн-II электронике.Ы. 1994. G.4-I-42.-

23. Жуков В.Ы., Фурсей Г.Н.■ Зкопернкзнтальное исследование ганиэиа взрывной эмиссии// ЖТФ. 1976. £.46.. 15.2. С.310-327.

-24. Жуков B.Ii.,.Фурсей Г.й; Иооледованив взрывной эмиссии зктронов, возбухсдаекой на поверхности медных острив// 2ТФ. 76. Т;46; 6 9.:С.Т9ДМ917.

25. Жуков'В«У.,' Аксенов М.С,Т Фурсей.Г.Н. Влияние-магнигно-поля и исходной температуры катода на взрывную эмиссия// ЖТ<5. 33. Т.53. Й-9..С.1787-1790.

26. Зукоз B.U. 0 некоторых закономерностях взрывной эмиссий 5ктронов//Радиолиз н радиационное материаловедение: Сб.научн." ./ ЛГИ ии.Ленооввта. Л. 1986. С.40-48.

27. Жуков B.li» 0 вольт-амперных характеристиках взрывной !ссаи//.тез. докл." XX Во. конф. по эииссионной электронике. С. Киев. 1987..С.198.

28. Зукоз В.Н.:0 некоторых овоисгвах взрывной электронной jçcm// Ш. 1987. 1.57. » 12. С.2366-2370.

29. Жукбв B.U., Лупехин C.U., фурсей Т.Н.,-Широчия I.A. тксационныэ эффекты при взрывной эмиссии/Лез. докл. ХУШ Во. ф по эмиссионной электроника. M. 1981. 0,259-261^

30. A.c. I072I37 СССР, 1Ш53Н01 3 1/30. Способ получения зывнбй электронной эмиссии/ В.!1.Нукоз,."С.М.Лупёхин,-Г.Н.Фурсей.

31. Генэрацая пучков зарязашшх частиц в вакуумной СЕЧ T®aprf , инициируеыоы варывной эмиссией/. Ю.З.Андрияноз,В.Н.Баздырэв, [.Борисов, В.!1Дуков//Радиотехш1ка и электроника. 1987. Т.32.

». C.I040-I047. .

32; Микрорельеф поверхности катода и свойства, взрывной-эшс-i в СВЧ поле/'В.Н.Зукоз, Д.А.Борисов, Ю.Б.Андриявов.В.Н.Баздырвв 1ТФ. 1987. Т.57. й 10. С.1997-2000.

ЗЗ.-Лвтозлактронная и взрывная эмиссия жидкоыеталлических катодов в Ш - поле/ ß .В.Андрияков, -В.Н.Баздырев, Д.А.Борисов, В. М.Хуков, В.А.Селиверстов//Радиотехника:и электроника. 1988. Т.ЗЗ. fe-9. C.I950-I955.

' 34..А.0. I52II53 СССР, ШШ3Н01С 1/30. Ыногоострийный автокатод/.В.Ы.Хуков, С.А.Полеяаев, Д.А.Борисов.

35.. A.c.-1356869 СССР, ШШ3Н0131/30. Кольцевой многоострийный автоэиисоионннй катод/ В.М.Жуков , С.А.Полехаев, Д.А.Борисов, Ю.В.Андриянов, В.Н.Еаздырев.

3£. Дкелепов И.Б., Хуков B.U., Сиротюк О.С. Исследование взрывйкх острийяых, хидкометаллических и плазменных катодов, используемых в качестве импульсных источников электронов // Исследования по химии, технологии и применению радиоактивных веществ: Неавуз.сб.научи.тр.//ЛТЙ им.Ленсовета.Л.1987. С.62-68.

37. A.c. IOOI225 СССР, ШШ3Н01&9/02. Способ изготовления многобстрийных автокатодог/В.Ц .Жуков," Д.И .Паутов, С.А.Полехаев, В.Ф.Иоффе//-Б,И. 1983. Ks 8.

38. A.c. 1720425 СССР, ШШ8ЮП 1/30^ Автоэмиссионный катод/ В.М.1уков,"С.А.Полехаев, Н.В.Егоров.

39..Хуков В.И., Полежаев С.А. формирование многоострийных автоэмиссиовных систем//Радиолиз-и радиационное материаловеде-.зие: Сб.науан.тр./ ЛТИ им.Ленсовета. Д.-1986. СЛ8-59.

40. Жуков В.М., Егоров Н.В» Метод расчета числа действующ эмиттеров в многоострийной система //Радиотехника и электроника.' 1993. Т.ЗЗ, fö 2. С.302-306.