Page 82 - 《真空与低温》2025年第3期

苟明楷等：加热电流对六硼化镧阴极场发射特性影响研究 353

；
1/2
10 −11 F/ϕ t(y) t(y) = 1+0.110 7y 1.33 [8] ； E为电子能量； tion for high-brightness and stable field-emission[J]. Nano
E F为费米能级； k为玻尔兹曼常数； 为温度。代入 Research，2020，13：1620−1626.
T
T=1 000 K 及电场强度 2~2.57 V/nm，计算理论能散 [7] KASUYA K，KUSUNOKI T，HASHIZUME T，et al. Mono-
chromatic electron emission from CeB 6 （310） cold field emi-
值为 0.53~0.57 eV，虽然比六硼化镧在室温下的能
tter[J]. Applied Physics Letters，2020，117（21）：213103.
散 0.2 eV 有所提升，但仍远小于六硼化镧热发射的
[8] TANG S，TANG J，WU Y，et al. Stable field-emission from a
[1]
能散 1 eV，且与钨冷阴极在室温下能散 0.4 eV 相当 。 CeB 6 nanoneedle point electron source[J]. Nanoscale，2021，13：

4 结论 17156−17161.
[9] TANG S， TANG J， OKUNISHI E， et al. A stable LaB 6
本研究采用聚焦等离子体刻蚀（FIB）方法在肖 nanoneedle field-emission electron source for atomic resolu-
特基电子源底座上制备了六硼化镧纳米锥电子源， tion imaging with a transmission electron microscope[J]. Ma-
并在不同加热电流下对其发射特性进行了研究。通 terials Today，2022，57：35−42.
过热仿真获得了不同加热电流下阴极的温度变化 [10] TANG S， TANG J， UZUHASHI J， et al. A stable LaB 6
规律，发现随着加热电流增大，温度升高，电流趋近 nanoneedle field-emission point electron source[J]. Nanos-
稳定。并且在加热温度高于 800 K 时，电流稳定性 cale Advances，2021，3（10）：2787−2792.
明显变好，100 s 内波动性在 5% 以内，最好可达 1%。 [11] HUST J G，LANKFORD A B. Standard reference materials：
Update of thermal conductivity and electrical resistivity of
在 1 000 K 时的场发射 F-N 曲线呈现线性说明此时
electrolytic iron，tungsten，and stainless steel[R]. NBS SP 260-
电子发射机制为场发射。以功函数为 2.5 eV，温度
90，Gaitherburg，1984.
为 800 ~1 000 K，局域电场强度为 2~2.7 V/nm 时，计
[12] FUKUDA M，HASEGAWA A，NOGAMI S. Thermal pro-
算得到其发射机制为场发射。对应电流密度高于
perties of pure tungsten and its alloys for fusion applica-
10
2
10 A/m ，能散为 0.45~0.55 eV。本研究提供了一种 tions[J]. Fusion Engineering and Design，2018，132：1−6.
实现高性能六硼化镧场发射电子源稳定发射的方 [13] FOWLER R H， NORDHEIM L. Electron emission in in-
法，对六硼化镧场发射电子源实际应用有指导意义。 tense electric fields[J]. Proceedings of the Royal Society of
London Series A，1928，119：173−181.
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[6] TANG S，TANG J，CHIU T W，et al. A HfC nanowire point
electron source with oxycarbide surface of lower work func- （责任编辑：郭 云）

引文信息：苟明楷，黄凯，陈程成，等. 加热电流对六硼化镧阴极场发射特性影响研究[J]. 真空与低温，2025，31（3）：349−353.
GOU M K，HUANG K，CHEN C C，et al. Study on the effect of heating current on the emission characteristics of LaB 6
cold cathode[J]. Vacuum and Cryogenics，2025，31（3）：349−353.