ИСТИНА

1. Исследована низкополевая эмиссия электронов из автокатодов на основе наноуглерода (нанотрубки и нанографит) и нановолокон оксидов металлов (Fe2O3, CuO, V2O5 и ZnO). Показано, что наноуглеродные автокатоды обеспечивают заметно более низкие пороговые поля эмиссии и более высокие значения максимальной плотности тока, чем автокатоды из оксидов металлов. На основании компьютерного моделирования проведены оценки геометрического коэффициента усиления поля для указанных материалов, которые свидетельствуют о наличии отличного от предсказываемого теорией Фаулера-Нордгейма низковольтного механизма эмиссии для нанографитных катодов. Определены максимальные плотности тока, возможные для различных автокатодов на основе наноматериалов, и показано, что экспериментально полученные плотности тока для нанографитных катодов (1 А/см2) близки к предельным значениям. 2. Выявлены особенности низкополевой эмиссии электронов из автокатодов, на основе гетерофазных нанотрубок, синтезированных из смеси углерода и нитрида бора. Обнаружена корреляция параметров автоэмиссии с процентным содержанием BN-компоненты в смеси. Показано, что экспериментально наблюдаемые изменения эмиссионных характеристик могут быть объяснены увеличением эффективной работы выхода электронов вследствие встраивания нитрида бора в стенки углеродных нанотрубок. 3. Определена зависимость параметров нанографитных автокатодов от уровня давления остаточных газов. Показано, что автоэмиссионные свойства нанографитных катодов остаются стабильными в течение длительного времени при уровне давления остаточных газов ниже 10-5 Торр. При увеличении давления до 10-4-10-3 Торр наблюдается снижение эмиссионной способности, которая частично восстанавливается при улучшении вакуума до 10-5 Торр. Показано, что при давлении остаточных газов более 3×10-2 Торр существенный вклад в измеряемый ток дает ионный ток, возникающий в результате ионизации остаточного газа эмитированными электронами. 4. Обнаружен эффект возникновения электромеханических автоколебаний в процессе низкополевой электронной эмиссии в системе, представляющей собой вакуумный диод с автокатодом, обладающим упругими свойствами. Указанные автоколебания были зарегистрированы экспериментально в системах с наноуглеродными автокатодами. Определена взаимосвязь параметров возбуждаемых автоколебаний с геометрическими и упругими характеристиками автокатодов и условиями эксперимента. Построена эмпирическая модель, на основании которой проведены расчеты, позволяющие качественно объяснить причины возникновения указанных автоколебаний.