热发射中Miram曲线膝部形状的物理因素
摘要：热电子发射中电流密度-温度（J-T）曲线（Miram曲线）中，实验测量表明指数区域和饱和发射区域之间存在平滑的过渡，有时被称为“滚降”或“Miram曲线拐点”。Miram曲线拐点的形状是热电子真空阴极的重要品质指标。具体来说，在低温下具有平坦饱和发射电流的锐利Miram曲线拐点通常更受青睐。我们之前对非均匀热电子发射进行的建模工作揭示了空间电荷效应和斑点场效应是影响Miram曲线拐点形状的关键物理因素。本研究在此基础上更全面地理解了这些物理效应之间的联系以及它们对拐点形状的相对影响，包括平滑度、温度和饱和发射电流密度的平坦度。我们使用周期性、等宽的斑马线状的功函数分布作为模型系统，并说明了空间电荷和斑点场效应如何限制Miram曲线拐点附近的发射电流密度。结果表明，有三个主要的物理参数显著影响Miram曲线的形状。这种物理知识直接将斑点大小、功函数值、阳极-阴极电压和阳极-阴极间隙距离与Miram曲线的形状联系起来，为真空电子器件中用作电子源的热电子阴极的设计提供了新的理解和指导。
作者：Dongzheng Chen, Ryan Jacobs, Dane Morgan, John Booske
论文ID：2202.08247
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-03-22