ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОЭМИССИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФРАКТАЛЬНЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР

Исследованы эмиссионные характеристики автоэмиттеров с различным рельефом поверхности. Экспериментально показано, что уменьшение зазора в микродиодных устройствах неизбежно приводит к значительному росту макроскопической напряженности электростатического поля при заданной величине автоэмиссионного тока. Проведены экспериментальные исследования и предложен приближенный подход на основе фрактальной геометрии к анализу автоэмиссионных характеристик многоуровневых углеродных острийных и лезвийных структур, дающий возможность сформулировать требования к конфигурации технологически воспроизводимых холодных источников электронов с заданными свойствами. Данные исследований позволяют утверждать, что перспективной конфигурацией автоэмиттерной структуры является углеродная фрактальная решетка лезвийного типа с протяженными границами. Предложен углеродный автоэмиттер лезвийного типа с развитой фрактальной поверхностью (фигура Пеано – Госпера).

Ключевые слова: 
-
Литература

1. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // Успехи физических наук. 2002. Т. 172, No 4. С. 401.

2. Синицин Н.И. и др. Углеродные нанокластерные структуры – один из материалов эмиссионной электроники будущего // Радиотехника. 2000. No 2. С. 9.

3. Бондаренко Б.В., Кириченко Л.А. Некоторые вопросы разработки автоэлектронных катодов // Электронная техника. 1992. Сер. 1. Вып. 9-10 (453-454). С. 3.

4. Апин М.П., Бушуев Н.А, Поздняков Л.В., Григорьев Ю.А., Винник В.В. Углеродные материалы в приборах вакуумной электроники и микроэлектроники // Высокие технологии – путь к прогрессу. Сб. науч. тр. Саратов: Изд-во «Научная книга», 2003.

5. Grigoriev Y.A., Petrosyan A.I., Penzyakov V.V., Pimenov V.G., Rogovin V.I., Shesterkin V.I., Kudryashov V.P. and Semyonov V.C. Experimental study of matrix carbon fieldemission cathodes and computer aided design of electron guns for microwave power devices, exploing these cathodes // J. Vac. Sci. Technol. B 15(2), Mar/Apr 1997. С. 503.

6. Гуляев Ю.В., Григорьев Ю.А., Король В.Н., Рехен Г.А. Автоэмиссионные свойства фрактальных углеродных наноструктур // Перспективные направления развития электронного приборостроения. Саратов: Изд-во Саратовского Университета, 2003. С. 209.

7. Пат. 1738013 Россия, МКИН01j1/30 Способ формирования топологии преимущественно многоострийного автокатода. Ю.А. Григорьев, С.В. Васильковский, В.И. Шестеркин, З.А. Ярцева (Россия) No 481/937/24-21; Заявлено 09.04.90; Опубл. 06.04.93.

8. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. М.: Институт компьютерных исследований. 2002.

9. Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. М.: Наука, 1991.

10. Кузнецов С.П. Динамический хаос. М.: Физматлит, 2001.

11. Ненакаливаемые катоды / Под ред. М.И. Елинсона. М.: Сов. Радио, 1974.

12. Солнцев В.А. Нелинейные явления в вакуумных микроэлектронных структурах // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1998. Т. 6, No 1. С. 54.

13. Marcus R.B., Chin K.K., Yuan Y., Wang H., Carr W.N. Simulation and design of field emitters // IEEE Transactions on ED. 1990. Т. 37, No 6. С. 1545.

14. Исаева О.Б., Елисеев М.В., Рожнев А.Г., Рыскин Н.М. Моделирование автоэлектронной эмиссии с фрактальной поверхности // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1999. Т. 7. No 5. С. 33.

15. Трубецков Д.И., Рожнев А.Г., Соколов Д.В. Лекции по сверхвысокочастотной вакуумной микроэлектронике. Саратов: Изд-во ГосУНЦ «Колледж», 1996.

16. Шешин Е. П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов. М.: Изд-во МФТИ; Физматкнига, 2001.

17. Murata H., Shimoyama H. and Ohye T. Computer simulation of electric field analysis for vertically aligned carbon nanotubes (1) – simulation method and computing model // Proc. SPIE. 2001. Vol. 1510. С. 156.

18. Радиофизическая электроника / Под ред. Н.А. Капцова. М.: Изд-во Московского ун-та. 1960.

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF): 
Текст в формате PDF: