[发明专利]一种大电流场致发射阴极结构

摘要

本发明提出一种大电流场致发射阴极结构。在该结构中，阴极发射面积被分为若干小的点阵，每个小的阴极发射点之间电学绝缘。由于每个阴极发射点的面积较小，可以获得很好的发射均匀性。本发明通过测量每一个阴极发射点的场致发射特性，可以确定场发射阴极点阵的发射电流不均匀性。根据该不均匀性，在每个阴极发射点下匹配相应的限流电阻，并通过与发射点对应的限流电阻，提高整个阴极发射点阵的发射电流均匀性，从而获得大的发射电流。

主权项

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。