RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Журнал технической физики // Архив

ЖТФ, 2023, том 93, выпуск 4, страницы 568–574 (Mi jtf6982)

Электрофизика

Характеристики матричного катода из карбида кремния в предпробойных и пробойных условиях

В. А. Морозовa, Н. В. Егоровa, В. В. Трофимовa, К. А. Никифоровa, И. И. Закировb, В. М. Кацa, В. А. Ильинc, А. С. Ивановc

a Санкт-Петербургский государственный университет, 199034 Санкт-Петербург, Россия
b Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, 193232 Санкт-Петербург, Россия
c Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), 197022 Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Исследован перспективный источник полевой электронной эмиссии на основе микроразмерных монолитных матричных катодов. Матричные многоострийные эмиттеры изготовлены на монокристаллических пластинах карбида кремния (0001С) 6$H$-SiC $n$-типа проводимости с использованием технологии двухступенчатого реактивного ионного травления в атмосфере SF$_6$/O$_2$/Ar. Для реализации предпробойных и пробойных условий работы катода использовалась экспериментальная установка на базе генератора коротких высоковольтных импульсов ГКВИ-300. Генерировалась серия наносекундных импульсов напряжения с амплитудами от 120 до 250 kV. Для изучения характеристик матричного катода в предпробойном и пробойном состоянии пучок эмитированных автоэлектронов отделялся от ионного факела или катодной плазмы, образующейся на следующих фазах пробоя, путем постановки в межэлектродный промежуток титановой фольги толщиной 50 $\mu$m под нулевым потенциалом. Построенные по пиковым значениям напряжения и тока, прошедшего через фольгу, вольт-амперные характеристики в координатах Фаулера–Нордгейма близки к прямолинейным. Вольт-амперные характеристики, построенные для каждого из импульсов по фронту и спаду, демонстрируют расхождение. После проведенных экспериментов катод из карбида кремния был исследован в растровом электронном микроскопе.

Ключевые слова: полевая электронная эмиссия, микроразмерный матричный катод, карбид кремния, предпробой, пробой, короткие высоковольтные импульсы.

Поступила в редакцию: 29.11.2022
Исправленный вариант: 01.02.2023
Принята в печать: 01.02.2023

DOI: 10.21883/JTF.2023.04.55046.257-22



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2025