ФизЭлектроника PDF-лекции / (Лекция 3)

Рис. Зависимость работы выхода электронов от количества адсорбированных монослоев

При дальнейшем увеличении плотности упаковки начинает

сказываться взаимодействие диполей, ослабляющее эффект, а при адсорбции нескольких монослоев работа выхода эмиттера становится равной работе выхода адсорбированного вещества.

Масштаб изменения величины работы выхода можно видеть из таблицы

1.1.

Таблица 1.1.

Влияние адсорбированных слоёв на работу выхода электронов из вольфрама.

(Указаны минимальные значения работы выхода)

Тугоплавкая компонента композиционного катода обеспечивает высокую механическую прочность, а легкоплавкая, образующая тонкую пленку на поверхности катода, способствует увеличению эмиссионного тока благодаря уменьшению работы выхода. Снижение потенциального барьера в этом случае связано с тем, что на поверхности катода формируется поверхностный дипольный слой, электрическое поле которого противоположно полю потенциального барьера. Так для катода Th-W

работа выхода составляет eφ= 2.7 эВ, а плотность тока достигает 1.5 A/см2.

У катодов Ba-W (eφ= 1.6 эВ) , Cs-W (eφ= 1.5 эВ) эффективность выше в связи с меньшей работой выхода.

Широкое распространение получили также оксидные катоды и катоды из тугоплавких боридов, щелочно- и редкоземельных металлов.

Если первые в большинстве своем применяются в отпаянных электровакуумных приборах, то вторые могут применяться и при не столь высоких требованиях к вакуумным условиям.

Наиболее часто на практике реализуются два типа конструкций термоэмиссионных катодных узлов: катоды прямого накала (ток пропускается непосредственно через эмитирующий электрод) и катоды косвенного накала (нагреватель размещен внутри полой металлической детали, наружная поверхность которой эмитирует электроны).

Основными характеристиками термоэмиссионных катодов являются

рабочая температура - температура поверхности катода в нормальных

рабочих условиях.

удельная эмиссия - величина тока электронной эмиссии с единицы

поверхности катода.

удельная мощность накала – мощность накала, приходящаяся на единицу

поверхности катода.

эффективность катода - отношение тока эмиссии к мощности накала.

ресурс катода - среднее время безотказной работы.

Основные характеристики типичных термокатодов представлены в таблице: