Элементы конструкции электродов, устройств для магнитного управления, экранов, устройств для их крепления или размещения, общие для двух и более основных типов электронных и газоразрядных приборов: ..холодные катоды – H01J 1/30

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к способам лазерной обработки материалов при изготовлении автоэмиссионных катодов из стеклоуглерода, которые могут быть использованы в области приборостроения электронной техники, а именно в электровакуумных приборах с большой плотностью электронных потоков и микросекундным временем готовности. Для создания автоэмиссионного катода в качестве углеродного материала используют стеклоуглерод. Формирование эмиттеров на поверхности катода производят фрезеровкой сфокусированным лазерным излучением и последующей лазерной очисткой поверхности катодной структуры. Нанесение эмитирующей структуры на поверхности эмиттеров катода производят лазерной микрогравировкой с образованием поля микроострий пирамидальной формы с последующей вырезкой основания катода сфокусированным лазерным излучением и лазерной очисткой эмитирующих структур. Технический результат - повышение технических характеристик автоэмиссионного катода. 2 ил.

Изобретение относится к области электронной техники. Способ изготовления МДМ-катода заключается в нанесении на подложку нижнего электрода, диэлектрика, верхнего электрода и формовку структуры. На нижнем электроде создается регулярная наноострийная структура в виде столбиков с плотностью 5·10 см^-2 путем электрохимического осаждения металла через шаблон из полимерной пленки со сквозными порами. Технический результат - повышение плотности тока эмиссии и ее равномерности по поверхности МДМ-катода. 2 ил.

Заявленное изобретение относится к области электротехники, а именно, к способу получения трехмерно-структурированной полупроводниковой подложки для автоэмиссионного катода, и может быть использовано в различных электронных приборах: СВЧ, рентгеновских трубках, источниках света, компенсаторах заряда ионных пучков и т.п. Создание трехмерно-структурированной полупроводниковой подложки, на которую наносят эмитирующую пленку автоэмиссионных катодов в виде микроострийной квазирегулярной ячеисто-пичковой структуры с аспектным отношением не менее 2 (отношение высоты острий к их высоте), позволяет повысить эмиссионную характеристику катодов, что является техническим результатом заявленного изобретения. Полупроводниковую подложку для формирования на ней требуемой микроострийной структуры подвергают фотоэлектрохимическому травлению в водном или безводном электролите, меняя режимы травления и интенсивность подсветки. Предложена также структурированная полупроводниковая подложка для автоэмиссионного катода из кристаллического кремния р-типа с проводимостью от 1 до 8 Ом*см и сам автоэмиссионный катод с такой подложкой, обладающий повышенными эмиссионными характеристиками. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройствам вакуумной электроники, в частности к источникам для получения электронного потока - автоэмиттерам (холодным эмиттерам) электронов, материалам и способам их изготовления. Подобные катоды могут использоваться в качестве источников электронов в различных электронных приборах - электронных микроскопах, рентгеновских трубках, усилительных и генераторных приборах СВЧ электроники, источниках света и т.п. Технический результат изобретения - получение стабильного автоэмиссионного катода с высокой удельной проводимостью, плотностью автоэмиссионного тока до 20 мА/см². Результат достигнут использованием в автоэмиссионном катоде объемного композитного материала, содержащего частицы металла, окруженные наноструктурированным углеродным материалом (углеродные или углерод-азотные нанотрубки, углеродные нановолокна, фуллерены и им подобные материалы). При этом металл обеспечивает низкое удельное сопротивление, высокую теплопроводность и механическую прочность, а наноуглеродный материал - высокие эмиссионные свойства катода. Для повышения эффективности автоэлектронной эмиссии при изготовлении катода применены: дополнительная механическая обработка с удалением поверхностного слоя катода и последующей шлифовкой, химическое и плазменное травление рабочей поверхности. Полученный катод обеспечивает плотность автоэмиссионного тока на уровне 10-20 мА/см² с высокой стабильностью и однородностью. 4 ил.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении изделий светоиндикаторной техники и эмиссионной электроники на основе автоэлектронной эмиссии матрицы многоострийных углеродных эмиттеров на пластинах монокристаллического кремния. Изготовление матрицы многоострийного автоэмиссионного катода осуществляют на пластинах монокристаллического кремния в плазме микроволнового газового разряда осаждением из паров углеродосодержащих веществ, например этанола, с использованием явлений самоорганизации и структурирования субмонослойных углеродных покрытий в наноостровковые образования и последующего высокотемпературного отжига. Для увеличения коэффициента усиления электрического поля и уменьшения, тем самым, рабочих напряжений при получении повышенных значений токов автоэмиссии осуществляют формирование эмиссионных центров в виде интегральных столбчатых наноструктур высотой до нескольких десятков нанометров, которые получают высокоанизотропным травлением кремниевых пластин с использованием полученных углеродных островковых нанообразований в качестве масочного покрытия. Технический результат - повышение стабильности и эффективности эмиссии.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении изделий светоиндикаторной техники и эмиссионной электроники на основе автоэлектронной эмиссии многоострийных углеродных структур. Синтез материала многоострийного автоэмиссионного катода осуществляют в плазме микроволнового газового разряда из паров углеродосодержащих веществ, например, этанола в диапазоне параметров процесса, в котором реализуется переход от осаждения графитовых к осаждению алмазных пленок. Образующийся композиционный материал представляет собой графитовую матрицу с включениями наноалмазных кристаллитов. Матрица многоострийного автоэмиссионного катода изготавливается по технологии, совместимой с технологией производства интегральных схем. Технический результат - повышение механической и электрической прочности, плотности автоэмиссионных токов и деградационной стойкости при работе с повышенными напряжениями. 2 ил.

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при производстве газоразрядных приборов, в частности холодных катодов моноблочных газовых лазеров. Способ изготовления полого холодного катода газового лазера, включающий изготовление заготовки, напыление на ее внутреннюю поверхность эмитирующей пленки и окисление ее в кислороде, в котором заготовку катода и эмитирующую пленку выполняют из алюминия, проводят термообработку катода при давлении не выше 0,00133 Па при температуре 573 593 К в течение 30 40 мин с последующим ступенчатым окислением эмитирующей пленки при нормальной температуре разрядом в кислороде при плотностях тока 0,15 0,9 мА/см и давлении кислорода 40 Па 80 Па в течение 45 55 мин, затем при плотности тока 0,15 0,3 мА/см² и давлении кислорода 150 200 Па в течение 25 35 мин. Технический результат - упрощение технологии за счет исключения термического окисления, уменьшения затрачиваемого технологического времени и необходимости использования высокотоксичного бериллия. 1 табл.

Изобретение относится к источникам свободных электронов. Холодный катод, состоит из проводящего электрический ток твердого тела, параллельно поверхности которого на расстоянии менее 0,1 мм от нее установлена пленка графита толщиной от одного до шести атомных слоев, пленка графита держится на расположенных на поверхности твердого тела частицах диэлектрика с электрической прочностью 10⁸÷10⁹ В/м. Параллельно пленке графита над ее внешней поверхностью установлена металлическая сетка на непроводящем электрический ток держателе, к твердому телу, пленке и сетке присоединены электрические вводы. Между пленкой графита и твердым телом прикладывают электрическое напряжение, при этом под действием электрического поля со средней напряженностью более 10⁸ В/м возникает ток автоэлектронной эмиссии с поверхности твердого тела. Технический результат: получение потока свободных электронов с плотностью эмиссионного тока до 100 кА/см² . Эффективность холодного катода (отношение эмиссионного тока к току в промежутке твердое тело - пленка графита) равна 0,90-0,99. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к вакуумным интегральным микроэлектронным приборам с катодами вертикального типа и обратным расположением электродов относительно подложки и устройствам на их основе: вакуумным интегральным схемам, вакуумным микроэлектронным переключателям токов, полевым эмиссионным дисплеям и др. Изобретение позволяет повысить воспроизводимость электрических характеристик приборов при изготовлении и увеличить их плотность интеграции. Сущность изобретения: вакуумный интегральный микроэлектронный прибор содержит подложку, анодный слой, разделительный слой с отверстиями, изолирующий слой с катодными отверстиями, катодный слой, эмиссионные катоды, расположенные в отверстиях изолирующего слоя. Эмиссионные катоды имеют геометрическую форму цилиндра, внешняя поверхность которого совмещена с внутренней поверхностью катодного отверстия так, что нижний край стенки цилиндра находится на одном уровне с нижней поверхностью изолирующего слоя или с верхней поверхностью разделительного слоя, а верхний край стенки цилиндра имеет электрический контакт с катодным слоем, при этом в изолирующем слое в промежутке между стенкой цилиндра эмиссионного катода и краем отверстия в разделительном слое имеется полость. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении изделий светоиндикаторной техники и эмиссионной электроники на основе автоэлектронной эмиссии многоострийных углеродных структур. Синтез материала многоострийного автоэмиссионного катода осуществляют в плазме микроволнового газового разряда из паров углеродосодержащих веществ, например этанола, в диапазоне параметров процесса, в котором реализуется переход от осаждения графитовых к осаждению алмазных пленок. Образующийся композиционный материал представляет собой графитовую матрицу с включениями наноалмазных кристаллитов с размерами d<L, где L=( ₀ kT/e²n_o) - толщина обедненного слоя в полупроводниковой структуре алмазных кристаллитов, - диэлектрическая проницаемость вещества, k - константа Больцмана, T - абсолютная температура, е - заряд электрона, n _o - концентрация свободных носителей, связанная с объемными уровнями. Матрица многоострийного автоэмиссионного катода изготавливается по технологии, совместимой с технологией производства интегральных схем, обладает повышенными механической и электрической прочностью и теплопроводностью, обеспечивая при этом высокие эффективность и стабильность автоэлектронной эмиссии при более продолжительном ресурсе службы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы

Изобретение относится к приборам вакуумной микроэлектроники, в частности к матрицам полевых эмиссионных катодов с затворами и устройствам на их основе: полевым эмиссионным дисплеям, вакуумным микроэлектронным переключателям токов и др. Технический результат - повышение равномерности и увеличение плотности эмиссионного тока по площади матрицы. В матрице полевых эмиссионных катодов с затворами, содержащей подложку, катодный слой из электропроводящего материала на верхней поверхности упомянутой подложки, резистивный слой из материала с высоким удельным сопротивлением на верхней поверхности упомянутого катодного слоя, изолирующий слой, расположенный на верхней поверхности упомянутого резистивного слоя и содержащий множество сквозных отверстий, проходящих перпендикулярно верхней и нижней поверхностям изолирующего слоя, затворный слой из электропроводящего материала, расположенный на верхней поверхности упомянутого изолирующего слоя и содержащий затворные отверстия, совмещенные с упомянутыми отверстиями в изолирующем слое, эмиссионные катоды, расположенные в упомянутых отверстиях изолирующего слоя, упомянутые эмиссионные катоды выполнены из металлической пленки и имеют геометрическую форму стакана, внешняя поверхность которого совмещена с внутренней поверхностью упомянутого отверстия в изолирующем слое так, что верхний край стенки стакана находится на одном уровне с верхней поверхностью изолирующего слоя, а дно стакана контактирует с упомянутым резистивным слоем, при этом в изолирующем слое в промежутке между стенкой стакана эмиссионного катода и затворным отверстием имеется полость, глубина которой равна или меньше толщины изолирующего слоя, а ширина больше или равна ширине упомянутого промежутка. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение предназначено для электронной вакуумной техники и может быть использовано при изготовлении источников света, индикаторных ламп, оптических дисплеев. В рабочий объем помещают графитовый нагреватель, закачивают азот или смесь азота и аргона в соотношении от 1:10 до 1:1 под давлением до 15 МПа, затем удаляют. Эти операции повторяют трехкратно. Затем указанный газ или смесь газов закачивают под давлением 10÷90 МПа. Рабочий объем нагревают до 2100÷2200 К со скоростью 1÷100 К/мин, выдерживают от 10 мин до 4 ч. После этого сначала снижают температуру до комнатной, затем - давление до атмосферного со скоростью 1 МПа/с. Полученные азот - углеродные нановолокна в виде войлокоподобного материала извлекают из рабочего объема, диспергируют в этиловом спирте при помощи ультразвукового диспергатора с мощностью излучения 180-200 Вт 5-15 мин, фильтруют и наносят на катодную пластину. Изобретение позволяет получить нановолокна различной структуры в больших количествах простым и экономичным способом. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.

Использование: в электронной технике, в частности при изготовлении полевого эмиссионного катода. Техническим результатом изобретения является создание эмиссионных катодов, обладающих высокой эмиссионной стабильностью. Полевой эмиссионный катод содержит подложку с углеродсодержащей пленкой, выполненной из электроактивного полимера класса полигетероариленов типа полидифениленфталида, которая образует поверхность полевой эмиссии. Формование пленки проводят при температуре 150-360°С в течение 0,5-24 часов. При формовании пленки толщиной, превышающей глубину проникновения поверхностного разряда, ее уменьшают на локальных участках до толщины, не превышающей глубину проникновения поверхностного разряда и обеспечивающей эмиссионные свойства. Способ предусматривает формирование на внешней поверхности полимерной пленки вытягивающего электрода. 4 н.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к низковольтным катодолюминесцентным вакуумным средствам отображения информации и может быть использовано при разработке и производстве цифровых, буквенно-цифровых и мнемонических индикаторных устройств, матричных панелей и экранов для вывода визуальной информации в различных устройствах индивидуального и коллективного пользования, включая телевизионные устройства и радиосистемы. Технический результат - повышение надежности экрана и, соответственно, повышение надежности работы устройства и качества отображаемой информации при значительном снижении трудоемкости изготовления экрана и его стоимости. Достигается тем, что в низковольтном катодолюминесцентном матричном экране, включающем вакуумную оболочку, состоящую из двух стеклянных пластин, катоды-эмиттеры, ряды нанесенных на одну из стеклянных пластин анодных электродов, выполненных в виде параллельных полос, покрытых люминофором, по крайней мере, одного цвета, и соединенных токоведущими дорожками с внешними выводами через контактные площадки, систему управляющих электродов, ортогональных анодным электродам и образующих светоизлучающие сегменты, герметик, расположенный по периметру двух стеклянных пластин, управляющие электроды и катоды совмещены в единую систему: управляющие электроды - катоды, при этом управляющие электроды - катоды размещены на внутренней поверхности второй стеклянной пластины, причем на управляющие электроды - катоды нанесены углеродные нанотрубки с возможностью полевой эмиссии электронного потока при подаче напряжения между выбранными анодными электродами и, по крайней мере, одним управляющим электродом - катодом-эмиттером. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

Изобретение относится к индикаторной технике, а более конкретно к матричным катодолюминесцентным экранам или плоским электронно-оптическим выходам, используемым в вычислительной технике, радиолокации, телевидении и т.д. Технический результат - повышение надежности экрана и, соответственно, качества отображаемой информации. Достигается тем, что в катодолюминесцентном матричном экране, содержащем вакуумную оболочку с изолирующей основой, ряды нанесенных на изолирующую основу анодных электродов в виде параллельных полос, покрытых люминофором, по крайней мере, одного цвета и соединенных токоведущими дорожками с внешними выводами через контактные площадки, катоды, управляющие электроды, ортогональные анодным электродам и образующие на пересечении светоизлучающие сегменты, катоды-эмиттеры выполнены нанесением углеродных нанотрубок на управляющие электроды с возможностью эмиттирования электронного потока при включении, по крайней мере, одного управляющего электрода из совокупности управляющих электродов в момент включения соответствующих анодных электродов. Кроме того, расстояние между плоскостями систем анодных электродов и управляющих электродов-катодов-эмиттеров и разность потенциалов между включенными анодными электродами и управляющими электродами-катодами-эмиттерами связаны соотношением

Изобретение относится к вакуумной и твердотельной электронике. Технический результат – создание способа изготовления вакуумной интегральной микросхемы, позволяющего упростить технологию изготовления путем исключения операций травления и фотолитографии, повышение качества изготовляемой продукции. Достигается тем, что используют подложку из полупроводникового материала с множеством микроострий, расположенных согласно топологии вакуумной интегральной микросхемы. Последовательно направляют на подложку потоки плазмы проводящего материала и диэлектрика. Для формирования потока плазмы проводящего материала возбуждают между катодом и анодом генератора плазмы последовательность импульсных вакуумных дуг длительностью и паузой Т. Для формирования потока плазмы диэлектрика в поток плазмы проводящего материала инжектируют реактивный газ. Удаляют из потоков плазмы проводящего материала и диэлектрика атомы и ионы с энергией более eU2 при транспортировании. Формируют над торцем каждого из множества микроострий потенциальный барьер eU2<eU1 для ионов плазмы диэлектрика и ионов плазмы проводящего материала, имеющих энергию меньше eU2, в виде множества замкнутых эквипотенциальных поверхностей с величиной потенциала U2. Конденсируют плазму диэлектрика и плазму проводящего материала с внешней стороны эквипотенциальных поверхностей и формируют множество замкнутых полостей, определяемых формой замкнутой эквипотенциальной поверхности, служащих колбами электронных ламп. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к устройствам для получения электронного потока, т.е. к источникам (эмиттерам) электронов, а именно - к холодным катодам. Указанные устройства могут использоваться в качестве холодных эмиттеров электронов в различных электронных приборах - плоских дисплеях, в электронных микроскопах, рентгеновских трубках, СВЧ-электронике и т.п. Сущность изобретения состоит в том, что разработан холодный эмиттер электронов, включающий электропроводящую подложку с углеродным слоем на ее наружной поверхности, причем этот углеродный слой состоит из нанопористого углерода, имеющего поры диаметром от 0,6 до 4 нм, при этом суммарный объем пор нанопористого углерода составляет от 50 до 90 об. %. Свойства применяемых образцов нанопористого углерода, используемого в качестве подложки, представлены в таблице. Техническим результатом является создание холодного эмиттера электронов, обеспечивающего плотности токов при нормальной температуре 100-200 мкА/см ² практически при любой площади эмиссии с высокой однородностью тока. 1 табл., 2 ил.

Использование: в полевой эмиссионной электронике. Сущность изобретения: предложены новые конструкции электронных устройств, таких как сканирующие зонды и полевые эмиттеры, основанные на острийных структурах. Острия приготовлены из вискеров, которые выращены из газовой фазы по механизму пар-жидкость-кристалл. Предложены новые конструкции для изготовления полевых эмиттеров и зондов для магнитных, электростатических, морфологических и других исследований, основанные на специальной технологии. Также предложены новые конструкции для изготовления мультилеверных зондов. Технический результат изобретения: повышение эффективности эмиссии за счет увеличения числа эмиттеров, имеющих одну и ту же пространственную координату. 9 н и 65 з.п. ф-лы, 23 ил.

Использование: в электронной технике, в частности при применении электроактивных полимеров класса полигетероариленов типа полидифениленфталида в качестве покрытий, обладающих повышенной эмиссионной способностью. Техническим результатом изобретения является расширение класса материалов, применяемых для создания эмиссионных автокатодов. 2 ил.