[发明专利]一种大电流场致发射阴极结构

权利要求书

1. 一种大电流场致发射阴极结构，其特征在于：在基板(1)上设有场发射阴极点阵列(2)，该阴极发射点阵具有二维结构，共有m行、n列；与场致发射阴极点阵对应，在基板(1)上的场发射阴极点阵列(2)的下方制备贯穿通道(3)，并在通道(3)中填充导电材料，通过贯穿通道(3)及导电材料实现场发射阴极点阵与外电阻阵列(4)电性连接；根据每个场发射阴极点阵不同的电流发射特性，在每一个场发射阴极点阵下匹配不同的电阻，这些电阻构成外电阻阵列(4)；场发射阴极点阵列(2)通过外电阻阵列(4)与外接电源(5)负极相连接；外接电源(5)的正极与阳极(6)向连接，实现均匀场致发射，获得大发射电流；

所述的外电阻阵列(4)中，第i行、第j列对应的匹配电阻R(i,j)的确定方法为：首先将场发射阴极点阵列(2)中第i行、第j列的场发射阴极点与外接电源相连接，测试不同电压下阳极电流，获得每个场发射阴极点的电流-电压曲线，根据每个场发射阴极点的电流-电压曲线，得到在设定电流I时，第(i,j)个阴极发射点所要求的阳极电压V(i,j)；获得整个场发射阴极点阵所要求的最大阳极电压V_max；第(i,j)个阴极发射点所匹配的电阻R(i,j)由公式                                               决定，并用同样的方法得到场发射阴极点阵列(2)中，每一个阴极点所匹配的电阻。

2.如权利要求1所述的大电流场致发射阴极结构，其特征是基板(1)为绝缘介质基板，各场发射阴极点阵相互之间为电学绝缘。

3. 如权利要求1所述的大电流场致发射阴极结构，其特征是所述的电阻阵列(4)，如果场发射阴极点阵列(2)的行列数小于3，选择分离的外加电阻与阴极点阵相连接；如果场发射阴极点阵列(2)的行列数大于3，则附加电阻板(7)，在附加电阻板(7)上制备与场发射阴极点阵列(2)对应的贯穿通道，在贯穿通道中填充具有相应电阻率的材料，形成匹配电阻阵列(8)，通过掺杂方式调控每一个电阻R(i,j)的阻值，然后将匹配电阻阵列(8)与场发射阴极点阵列(2)电性连接。