激光沉积镧钼薄膜阴极的表面分析和发射机理研究

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1、捅要摘要真空发射管用镧镭阴极是一种新型的箴射材料，有望代替传统的具有放射性的钍钨阴极。阴极发射熙～弛表顾现象，更多依簸于表露层静成分、结构等，实验已证实阴极工作时表荫i形成的LaO。(x<1．5)化合体薄膜，程发射中起到重黉睡用，艇是La／O变化怒熟馁影暖阴极蕊发射魏链秘不明礁，耄予疆掇王搏的舆空苛刻性及La本身易氯化等特点，在阴极发现近四十年以来～直难于得到{歪安。深入磅究表蒺赣覆京发麓孛豹俸臻，将有纛予鸯螽深辩鞠极发射孝冗理豹认识，为推动镧镅阴极的广泛应用提供理论指导。奉论文采焉多功能电子能谱仪与激光躲冲沉积相连的源位阴极研究装淹，利用激光脉冲沉积制各不同镧氧比的薄膜i匠似模拟阴极表

2、颟发射屡，并在相似的阴极工作环境进行了发射性能测试及表顽AES原位分析，首次得到阴极寝面La／O变化对阴极发慰性能的影嚷关系。在姚基礁上，论文理论分毒黠了在LaJO变化的不同阶段阴极所具有的发射机理，提出了不同于传统阴极发射理论的新鼹点，并嚣实际陵投静实验瑷蒙镦爨解释。论文通过对阴极研究装鬣各部分功能深入研究，结合所制备薄膜阴极的发射稳麓及表褥分聿厅，确定了翻备薄膜胡较的最佳沉积及测试条俘。工艺条释闺定为沉积时间15分钟，薄膜厚度100nm，测试温度1483K。改变沉积室真空度，制备了La／O不同的薄膜阴极，通过发射性能测试和表面艨位AES分板，发现了表露镧氧比交化瓣阴极躬发射性能斡影响

3、趋势。髓着表筒物质中La／O增大，阴极的发射性能增强。深入磁宠了镶镅薄膜鬻掇发射镶能与翻摄表嚣La]O交亿数美系莠骰滋掇应的理论分析。在表面La／O偏离氧化镧化学计量的不同阶段，影响趋势和发射瓠壤都不稳溺。在表蔼LaJO稿镦编离氧征镧的纯学计量时，镧班潜类杂质羽形式在发射体中起作用，薄膜可以看作是n型半导体，用半导体模型来解释阴极发射机理；在La／O较大偏离氧化镧豹化学计量时，杂质浓壤加太，出现La超微粮予。论文提出镧超微粒子埋藏予氧化镧基质的模型解释，利用携带理论，形象地描述了电子发射的过程，确定了埋藏于La203基质中的镧超微粒子由于其懿予毙La203中豹玲电子更容易遽入导豢，是电予

4、发鼓静主要来源；在La]O偏离更加增大后，超微粒子长大，不利于阴极发射，发射性能不再增长。jb京工业犬学工学硕士学位论文论文建立了实际镧钼阴极的表词发射模型，对“纳米微粒子(薄膜)”发射溅点敛出以下{}兖：存在予表嚣薄袋LaO；(x

5、swhichhavebeinghopedtoreplaceradioactiveTh02-Wcathodes．Cathodeemissionisakindofsuperficialphenomenon，Cathodeemissionperformancedepends皿ncipallyOnthecathodematerials’compositionandconfigurationofthesurfacelayer．ExperimentshaveverifiedtheformationofLaOx(x<1．5)whichplaysanimportantroleintheLa203·Moc

6、athodeemission。HowthesurfaceLa／OratiotoinfluencecathodepropertyisdifficultingettingproofbecausecathodeworkuMerthehighvacuLl．Inenvironment鑫swell鹅Lanthanumiseasytooxidizesincecathodeisdiscovered40yearsago．Investigatingthoroughlythefunctionofsurfacelayerintheelectronemissionwillbebenefittotheunderst

7、andingofcathodesmechanismandprovidethetheoryguidingfortheextensiveapplication．ThisthesisinvestigatesfirstlythetaskusinganewdevicewhichisacquiredbyreformingthevacuumchamberofAES(Augerenergyspectra)andconnectingwithPLD(p