Modeling of the effect of field electron emission from the cathode with a thin insulating film on its emission efficiency in gas discharge plasma

Влияние Усиленной Электрическим Полем Термической Электронной Эмиссии На Температуру Катода С Тонкой Диэлектрической Пленкой В Дуговом Газовом Разряде

“…Эмитируемые в зону проводимости пленки электроны ускоряются электрическим полем в направлении ее внешней границы и тормозятся при рассеянии на фононах [25,26,31]. Функция распределения их потока по ε z в пленке может быть найдена путем решения соответствующего одномерного кинетического уравнения [26] и у ее внешней границы, т. е. при…”

“…так как в стационарном режиме разряда плотности тока эмитированных электронов в пленке у ее внутренней и внешней границ должны совпадать. Плотность же тока электронов, выходящих из пленки в разрядный объем, равна [26]…”

“…Вычисления проводились для вольфрамового катода с диэлектрической пленкой оксида алюминия толщиной H f = 10 nm на его поверхности при α = 0.3 [32,34], так как для оксида алюминия известны значения всех необходимых параметров [11,25,26,28]: m * e = m e , ϕ m = 4.5 eV, χ d = 2 eV, ε = 0.125 eV, λ e = 0.3 nm.…”

“…Такие электроны ускоряются в пленке полем и, достигая ее внешней границы, нейтрализуют поверхностный заряд, в результате чего устанав-ливается стационарный режим разряда. Некоторая доля электронов, величина которой называется эмиссионной эффективностью пленки [25,26], может преодолевать потенциальный барьер на границе пленки и выходить в разрядный объем, создавая эмиссионный ток. В процессе нагрева такого катода в разряде полевая электронная эмиссия из его подложки в диэлектрическую пленку вследствие наличия в ней сильного поля должна переходить в термополевую при произвольных величинах межэлектродного расстояния и давления рабочего газа в приборе.…”

Formation of submicron cone-shaped surface morphology under ion-beam sputtering of nanostructured nickel

“…It is known that ion−irradiation sputtering of polycrystalline metals can result in formation of a surface relief with grains of different heights; on the grains there may arise etch pits, ripples, cones and other surface structures [1,2]. Of great practical interest are metals with ion−induced cone−shaped surface morphology; such metals may be considered as, e. g., field cathodes [3,4], discharge device electrodes [5], plasma−facing components in thermonuclear facility [6,7], etc. Formation of cones depends on the radiation fluence, as well as on the material, temperature and crystallographic orientation of grains [8][9][10][11].…”