Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
36
острые выступы на витках золоченых сеток после нескольких часов их работы. Число и высота выступов зависели от темпе-ратуры сетки. Усредненные величины, отражающие эту зависимость, приведены в табл. 3.
Таблица 3
Средние высоты нитевидных кристаллов и их число в зависимости от температуры сетки из золоченой молибденовой нити диаметром 0,3 мм
Температура нити, °С Высота кристаллов, MKM Количество кристаллов на длине I MM Температура нити, °С Высота кристаллов, мкя Количество кристаллов на длине I MM
20 0 700 5,5 500
300 1,5 20 800 3 80
500 4 120 ч
Диаметр образовавшихся кристаллов изменялся от 0,06 до
2 мкм. При более низкой температуре сетки относительное число толстых кристаллов было больше. Кроме кристаллов из золота наблюдались также образования нитевидных кристаллов из продуктов испарения оксидного катода. Наиболее интенсивный рост таких кристаллов происходил при температуре сетки около 600° С, которая довольно близка к рабочей температуре сеток мощных модуляторных ламп.
В работе [53] исследовалось влияние электрического поля на образование нитевидных кристаллов. Было найдено, что электрическое поле, приложенное к подложке во время образования и роста кристаллов, приводит к заметной ориентации кристаллов в направлении поля. Приложение электрического поля средней напряженностью 30 кв/мм в случае, когда подложка (нить) с предварительно выращенными кристаллами была катодом, приводило к разрушению нитевидных кристаллов; локальная , напряженность на вершине -кристаллов достигала при этом 0,4—
2 Мв/мм. Воздействие электрического поля такой же напряженностью при обратной полярности не вызывало заметного изменения микрорельефа, если ток, идущий с противоположного электрода, не достигал силы нескольких микроампер. Увеличение этого тока, т. е. интенсивности электронной бомбардировки, сопровождалось плавлением кристаллов, однако их полное разрушение происходило лишь при разогреве подложки до температуры плавления ее золотого покрытия. Авторы считают, что более быстрое разрушение нитевидных кристаллов в электрическом поле при отрицательной полярности подложки связано с выделением джоулева тепла в кристалле из-за протекания по нему автоэлектронного тока, эмиттируемого вершиной кристалла. В этой же работе наблюдали отрыв в электрическом поле целых кристаллов от подложки.
37
2.4. НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОДОВ
Из предыдущих разделов нетрудно заключить, что контроль состояния поверхности электродов должен отражать, по крайней мере, три основные характеристики поверхности: микрорельеф, поверхностные загрязнения и свойства основной поверхности электродов. При этом последние две характеристики важны не только из-за того, что от них непосредственно зависит эмиссия электронов и ионов с поверхности, газовыделение, испаряемость и пр., но также из-за влияния их на поверхностную диффузию, которая при длительном приложении электрического поля может привести к опасному росту выступов и локальной концентрации загрязнений.
В этом отношении состояние поверхности электродов сравнительно просто и с достаточной полнотой контролируется только в случае электродов в виде одиночных острий или тонких нитей. При таких электродах исключительно ценным средством контроля оказывается автоэлектронный проектор, безлин-зовый эмиссионный микроскоп очень простой конструкции, об* ладающий громадными увеличением и разрешающей способностью. При исследуемом электроде в виде острия автоэлектронный проектор, называемый по имени его изобретателя проектором Мюллера [54], позволяет получать увеличение до IO6 и разрешение порядка 10 А. В таком проекторе исследуемое острие помещают примерно в центре сферической или конической стеклянной колбы. На внутреннюю поверхность колбы напротив острия наносят люминофор и покрывают его тонким металлическим слоем для создания электропроводности. Колбу откачивают до глубокого вакуума, а к исследуемому острию прикладывают отрицательное напряжение несколько киловольт относительно металлического слоя, покрывающего люминофор. При этом на вершине острия возникает автоэлектронная эмиссия, эмиттируемые электроны расширяющимся пучком движутся к стенкам колбы и создают на люминесцентном экране сильно увеличенное изображение эмиттирующей поверхности.
В тех случаях, когда исследуемое острие изготавливают электрохимическим травлением с последующим сглаживанием вершины острия прокалкой в вакууме (обычная технология изготовления острий [55]), острие имеет вид усеченного конуса со сферической головкой, как это показано на рис. 12. Распределение электрического поля вблизи острия в этом случае наиболее точно аппроксимируется совокупностью легко рассчитываемых полей: поля гиперболоида вращения с асимптотами, соответствующими углу раствора конуса, и поля сферы радиуса, равного радиусу вершины реального острия [56]. Эта аппроксимация позволяет рассчитать траектории электронов, вычислить получаемое в проекторе увеличение, разрешение и пр., а также
'38
