[发明专利]一种场发射阴极电子源、阵列及电子发射方法

权利要求书

1.一种场发射阴极电子源，其特征在于，包括：衬底、第一电极、第二电极、第一螺旋部和第二螺旋部；所述第一电极与所述第一螺旋部连接，所述第二电极与所述第二螺旋部连接；所述第一螺旋部与所述第二螺旋部相互环绕设置构成嵌套的双螺旋结构；所述双螺旋结构为圆形结构、方形结构或椭圆形结构，其中所述双螺旋结构为方形结构时，所述第一螺旋部和所述第二螺旋部的方形转角处为圆角设计；所述第一螺旋部与所述第二螺旋部之间的间距小于等于200nm，当在所述第一电极和所述第二电极上施加电压时，所述第一螺旋部与所述第二螺旋部之间形成导电细丝，并在所述细丝断裂后发射电子；所述第一电极、所述第二电极、所述第一螺旋部和所述第二螺旋部均设置在所述衬底的上表面。

2.根据权利要求1所述的场发射阴极电子源，其特征在于，在所述衬底的上表面设置有绝缘层，所述第一电极、所述第二电极、所述第一螺旋部和所述第二螺旋部均设置在所述衬底上表面的绝缘层上。

3.根据权利要求1所述的场发射阴极电子源，其特征在于，所述第一电极为钛或钯；所述第二电极的材料为钛或钯。

4.根据权利要求1所述的场发射阴极电子源，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述第一螺旋部的相对两侧。

5.根据权利要求1所述的场发射阴极电子源，其特征在于，采用平面工艺制成。

6.一种场发射阴极电子源阵列，其特征在于，包括：多个权利要求1-5任一项所述的场发射阴极电子源，每个所述场发射阴极电子源的第一电极相连接，每个所述场发射阴极电子源的第二电极相连接。

7.根据权利要求6所述的场发射阴极电子源阵列，其特征在于，阵列中的每个所述场发射阴极电子源的第一电极和第二电极分别设置于所述第一螺旋部或第二螺旋部的相对两侧。

8.一种电子发射方法，该方法应用于权利要求1-5任一项所述的场发射阴极电子源，或权利要求6-7任一项所述的场发射阴极电子源阵列，其特征在于：

在所述第一电极和所述第二电极上施加电压，并不断增大电压直至所述第一螺旋部与所述第二螺旋部之间的绝缘层上形成导电细丝；

在导电细丝形成后调整所述第一电极和所述第二电极上的电压，致使导电细丝断裂，断裂的导电细丝形成电子隧穿尖端，具备电子发射能力；

导电细丝断裂后，再在所述第一电极和所述第二电极上施加电压，使形成的所述电子隧穿尖端进行电子发射。