Введение
ГЛАВА 1. Планарные автокатоды на основе углеродных наноструктурированных материалов. Обзор современного состояния 10
1.1. Наноструктурированные углеродные материалы 10
1.2. Методы синтеза углеродных наноструктур 14
1.2.1. Термическое разложение графита в дуговом разряде 14
1.2.2. Химическое осаждение из газовой фазы 15
1.2.3. Метод лазерного испарения 16
1.3. Автоэлектронная эмиссия из углеродных наноструктур 17
1.4. Особенности работы автокатодов из углеродных наноматериалов в условиях технического вакуума 22
1.5. Анализ современного состояния пленарных автокатодов большой площади 31
ГЛАВА 2. Методы и техника эксперимента 34
2.1. Особенности измерения и анализа вольт-амперных характеристик 34
2.1.1. Применение теории Фаулера-Нордгейма для многоэмиттерных систем 34
2.1.2. Способы измерения вольт-амперных характеристик и их особенности 36
2.1.3. Корректный метод численного анализа вольт-амперных характеристик 40
2.2. Методы проведения долговременных автоэмиссионных испытаний и анализа экспериментальных данных 42
2.2.1. Анализ динамики изменения ВАХ 43
2.2.2. Оценка числа эмиссионных центров из анализа флуктуации автоэмиссионного тока 47
2.3. Оценка равномерности эмиссии с поверхности автокатода 51
2.4. Разработанный алгоритм сбора и предварительной обработки экспериментальных данных 54
2.5. Измерительный стенд 58
2.6. Конструкция пробников для испытаний 60
2.7. Показатели эффективности автокатодов 61
ГЛАВА 3. Использование методов зондовой микроскопии для исследования физико- химических свойств поверхности автокатодов 64
3.1. Обзор основных методов СЗМ, применяемых для исследования физико-химических свойств поверхности автокатодов 04
3.1.1. Исследование топографии поверхности автокатода 64
3.1.2. Исследование распределения работы выхода электрона по поверхности автокатода 68
3.1.3. Исследование упругих свойств нанообъектов 70
3.2. Численное моделирование работы СЗМ в динамическом режиме 73
3.2.1. Трудности количественной интерпретации данных, полученных с помощью динамических методов СЗМ 73
3.2.2. Численное моделирование движения кантилевера 78
3.2.3. Параметры разработанной модели 81
3.2.4. Апробация разработанной модели 85
3.3. Методика исследования поверхности автокатода 87
ГЛАВА 4. Особенности автоэлектронной эмиссии из углеродных наноструктурированных материалов 94
4.1. Механизмы деградации автокатодов из углеродных наноматериалов 94
4.2. Переходные процессы при включении-выключении автокатода 99
4.2.1. Предлагаемая модель процессов адсорбции-десорбции газов на поверхности автокатода из углеродных нанотрубок 99
4.2.2. Результаты экспериментов. Проверка корректности разработанной модели 107
4.3. Долговременный участок деградации автокатодов 114
4.3.1. Модель долговременного участка деградации автокатода 114
4.3.2. Апробация разработанной модели 120
ГЛАВА 5. Перспективы использования углерод-азотных нановолокон в качестве материала для автокатодов 124
5.1. Углерод-азотные нановолокона. Синтез и основные характеристики 124
5.2. Методы изготовления автокатодов на основе углерод-азотных нановолокон 132
5.2.1. Метод трафаретной печати 132
5.2.2. Осаждение на графитовую подложку 138
5.2.3. Рост на графитовой подложке 141
5.3. Эмиссионные свойства автокатодов из углерод-азотных нановолокон 144
5.3.1. Автокатоды, полученные методом печати 144
5.3.2. Автокатоды, полученные осаждением углерод-азотных нановолокон на подложку 146
5.3.3. Автокатоды, полученные путем катализаторного роста углерод-азотных нановолокон на подложке 148
5.4. Примеры практического использования автокатодов из углерод-азотных наноматериалов 152
5.4.1. Статические индикаторы 152
5.4.2. Дисплеи низкого разрешения 154
Заключение 157
Литература 159
