[发明专利]控制场发射阴极测试与老化过程中电流稳定性的方法

摘要

本发明涉及场致电子发射领域。为解决场发射阴极测试与老化过程中电流发射稳定性等问题，提供了利用场发射电子源装置控制场发射阴极测试与老化过程中电流稳定性的方法，使场发射电子源的阴极电子发射能力与在阴极和阳极之间所施加的电场强度相关联，并且使得由高压电源输出到阳极的电压越高，阴极电子发射能力越强；在场发射电子源上加载持续的高压，采用高压脉冲驱动单元把加载在场发射电子源上的持续的高压调节成脉冲式高压；设定脉冲式高压，以用于高压电源稳定读取测试中的电流，反馈给控制平台进行调节，并在下一个连续脉冲周期到来前完成调节过程。本发明通过对场发射电压进行反馈补偿，从而实现发射电流的稳定控制，具有较强的实用性。

主权项

1.一种利用场发射电子源装置控制场发射阴极测试与老化过程中电流稳定性的方法，所述场发射电子源装置包括二极式场发射电子源、真空腔、真空泵机组、高压电源、高压脉冲驱动单元、真空环境监测单元和控制平台，所述二极式场发射电子源设置于真空腔内，所述高压电源经所述真空腔的第一法兰连接至所述二极式场发射电子源的阳极，所述高压脉冲驱动单元经所述真空腔的第二法兰连接至所述二极式场发射电子源的阴极，所述真空环境监测单元经所述真空腔的第三法兰连接至所述真空腔，所述真空泵机组经所述真空腔的第四法兰连接至所述真空腔，所述控制平台经通讯线缆分别连接至所述高压电源、所述真空环境监测单元以及所述高压脉冲驱动单元，并且所述阴极为生长在金属衬底上的碳纳米管，所述阳极为ITO导电玻璃或不锈钢片，所述阳极与所述阴极之间的距离介于100μm和200μm之间；且通过所述真空泵机组维持所述真空腔内的真空度介于10‑6Pa与10‑4Pa之间，所述方法的特征在于包括以下步骤：使所述场发射电子源的阴极电子发射能力与在所述阴极和所述阳极之间所施加的电场强度相关联，并且在所述阴极与所述阳极之间的间距固定的情况下，使得由高压电源输出到所述阳极的电压越高，所述阴极电子发射能力越强；在所述场发射电子源上加载持续的高压，采用高压脉冲驱动单元把加载在场发射电子源上的所述持续的高压调节成脉冲式高压；设定脉冲式高压的短脉冲宽度t1、短脉冲周期T1、长脉冲宽度t2、连续脉冲周期T2、以及幅值，其中所述t1＜t2，T1＜T2，每经过若干次短脉冲后输出一个长脉冲，以用于高压电源稳定读取测试中的电流，反馈给控制平台进行调节，并在下一个连续脉冲周期T2到来前完成调节过程。