一、金属钼阴极发射特性的实验研究（论文文献综述）
孔相植[1]（2021）在《旋转滑动弧降解典型垃圾气化焦油组分及阴极斑点形成机制的实验研究》文中进行了进一步梳理焦油是垃圾及生物质气化过程中不可避免的有害副产物,其去除困难,是垃圾气化技术面临的重要难题。低温离子体技术无需高温,启停方便,降解率高,在焦油处理方面潜力巨大。本研究采用了气流与磁场协同驱动的旋转滑动弧反应器,将其用于焦油组分的降解。本文重点关注反应器对多苯环组分的降解,并首次将旋转滑动弧反应器用于实际焦油的降解,取得了良好的效果。为了完成对稠环物质及实际焦油的降解实验,本研究开发了新型反应器系统。使用新反应器系统对旋转滑动弧反应物理特性进行研究,并解决了积碳问题。此外,研究了滑动弧反应器阴极斑点现象产生及消除特性,为同类反应器的设计和使用提供指导。本文的主要内容如下:（1）利用高速摄影仪以及高精度示波器,对旋转滑动弧等离子体的电弧移动特性以及电参数特性进行了分析,重点关注反应器的两种放电模式:断点放电模式和连续放电模式。断点放电模式由阴极斑点现象导致,相比于连续放电模式放电不稳定,反应效率更低。反应器中气体的回流是反应器积碳的重要因素,采用旋流程度低的气流虽然会降低电弧转速,但可以很大程度上避免电极积碳。焦油进样的连续性以及水蒸气含量也会对反应器的积碳产生影响。（2）选取萘与甲苯混合物,以及萘、甲苯和菲的混合物,研究了气体流速、焦油浓度、水蒸气浓度、二氧化碳浓度、放电电流等对几种焦油成分降解率以及能量效率的影响,对降解焦油的副产物进行了分析。测试了旋转滑动弧等离子体耦合催化剂降解焦油的可能性,评估了催化剂的作用。萘、甲苯混合物实验中,二者达到的最高降解率分别为89.1%和94.2%。在保证高降解率的同时能量效率最高可达20 g/k W·h。甲苯、萘和菲的降解实验中,三者降解效率分别达到95.2%、88.9%和83.9%。水蒸气的加入大大增加了氢气产量,并提升CO和CO2气体的选择性,然而过高或过低的水蒸气会导致降解率下降。增加放电电流也会提升氢气产量以及含碳气体的选择性。Ni/γ-Al2O3催化剂在高气体流速下可以产生一定效果。（3）使用发射光谱法,研究了水蒸气浓度、焦油浓度、二氧化碳浓度等对等离子体反应过程中典型活性粒子的特定激发态浓度、振动温度、转动温度以及电子激发温度的影响。掺入3%的氩气以计算电子激发温度,并选取氩气谱线,研究其强度变化。本研究的实验工况下,滑动弧的电子温度一般为20000 K左右,振动温度和转动温度随工况变化较大,且振动温度通常比转动温度更高。振动温度多在4000-6000 K,转动温度多在3500-4500 K,振动温度、转动温度与所选氩气谱线的强度随工况的变化趋势基本相同。（4）使用旋转滑动弧反应器降解实际焦油,研究了水蒸汽浓度、二氧化碳浓度和放电电流对实际焦油降解率和气体产物的影响。对垃圾和生物质焦油中主要成分的降解率可达90%以上,各组分中稠环的物质较难降解。具有含氧官能团如-OH的物质相较于芳香烃更容易被降解。垃圾气化焦油及生物质气化焦油降解率和气体产物略有区别,可归因于两者元素和基团含量的差异。（5）综合分析了阴极斑点产生及消失时电学特性、光谱特性、电弧形态以及运动特性的变化。调整阴极材料、水蒸气浓度、管式炉温度、流量、CO2浓度以及反应器预热时长,获得阴极斑点出现的临界条件,分析了实验中阴极斑点产生及消失的原因。粗糙度低,熔沸点高的阴极材料不易产生阴极斑点。水蒸气浓度越高,越容易产生阴极斑点,其它各种因素均通过影响阴极放电位置的温度来影响阴极斑点的产生。在一定范围内,阴极温度越高,越不易产生阴极斑点。
王国轩[2]（2021）在《光子增强热电子发射的热力学分析及优化》文中研究表明太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁可再生能源。太阳能发电目前主要有两种方式,即光伏发电和光热发电。基于光子增强热电子发射效应（PETE）的新型太阳能直接光电转化技术可以有效地利用太阳能全光谱能量,实现更高的能量转化效率。基于PETE发射原理,开展了理论建模和热力学分析,设计了PETE测试系统并在不同工况下进行了实验研究,针对空间电荷效应开展了优化研究。建立了PETE装置的热平衡-载流子动力学-热力学耦合分析模型,对PETE能量转化过程中的能量流动和不可逆性损失进行了定量评估,当聚光比为600倍时,PETE装置耦合余热循环的能量转化效率达到40.39%。其中,主要的可用能损失发生在阴极光电转化过程和热辐射过程。对不同输出电压、电子亲和势、阳极温度和聚光比下的工作情况进行了?分析,发现最优的工作参数出现在低于0.702eV的表面亲合势以及645K的阳极温度时。分析不同工况下PETE装置、光伏器件和热电子器件的性能表现,验证了光-热协同增强效应在PETE能量转化中的作用。设计并搭建了高温PETE真空性能测试平台,以非晶硅作为阴极材料,研究了不同温度、光强、光谱对PETE发射的作用规律,分析了离子电流对输出特性的影响。离子电流是电流的主要组成部分,在输出电压较大或较小时对电流有显着的影响。350℃下,2.2W光照使得输出功率提高了0.467μW,是无光条件下的4倍。阴极对不同单色光的光谱响应能力不同,300nm时由载流子激发造成的量子效率最高,温度的升高可以提高阴极的转化效率。实验研究了不同间距和铯蒸汽浓度对空间电荷效应的影响。极板间距由120μm缩短至30μm的过程中,短路电流由0.76mA升高至5.67mA,相当于空间电荷势垒减少了0.27eV,输出功率方面,最高功率由184μW升高至907μW,对应的工作电压由0.5V降低至0.35V。在铯源温度由200℃提高至350℃的过程中,短路电流由9.76mA提高至23.3mA,最高输出功率由1.41mW提高至3.19mW。
吴量[3]（2020）在《碳纳米管冷阴极电子枪电子光学设计研究》文中研究说明碳纳米管因具有高长径比、高机械强度以及良好的物理化学稳定性等特点而被广泛研究。在真空电子学的研究中,基于碳纳米管的冷阴极技术正不断发展,在具有快速启动、结构紧凑等特点的基础上已逐步实现了大电流密度、高稳定性的电流输出,并逐步被应用在基于冷阴极技术的X射线管、电离真空计等器件的研究当中。但是要使碳纳米管阴极实现在以行波管为代表的微波功率器件上的应用,由于对电子注层流特性要求较高,还需要结合冷阴极的特点对电子枪的电子光学特性进行针对性的分析与设计,才能得到具有良好层流特性的高质量电子注。本论文主要通过对碳纳米管冷阴极电子枪的电子光学结构进行设计以输出层流电子注,并根据所设计的层流电子枪结构制备出了实际的电子枪并进行了实验研究,从电子枪发射性能、栅极截获特性、电子注流通特性等方面验证了该层流电子枪的实际应用价值。本论文主要包含以下研究成果:（1）制备了基于丝网印刷转移工艺的碳纳米管阴极,并对其场发射特性进行了实验研究。在频率500Hz、脉宽4μs的脉冲工作条件下,在8.5V/μm的场强下,直径1mm的阴极发射电流达到10.72m A。通过该结果拟合出了碳纳米管阴极场发射特征参数。（2）建立了层流性良好的弧面预聚焦型碳纳米管冷阴极电子枪的电子光学结构。利用CST软件建立了一种弧面预聚焦型的碳纳米管冷阴极层流电子枪,确定了其电子光学结构的最优参数,阴极和栅极尺寸均为直径1.0mm,阴极-栅极间距1.0mm,弧面预聚焦极聚焦曲面的曲率半径1.5mm,弧面预聚焦极厚度0.5mm。将该电子枪结构代入了流通管模型中,并调整磁聚焦系统的磁场分布,最终获得了电子注层流性良好的电子注仿真结果。根据计算,电子注在流通管模型中的流通率达到100%。该结果为实验研究提供了重要依据。（3）研究了弧面预聚焦型碳纳米管冷阴极层流电子枪的实际工作性能以及电子注流通特性。测得在10k V的脉冲式电压（工作频率1k Hz,脉宽4μs）下,电子枪阴极发射电流达到8.37m A,栅极平均透过率为56.3%。在8V/μm的场强下1h内电子枪发射电流跌落为8.7%。在流通管实验中,在10k V的电压下,电子注流通率为72%,收集极电流达到2.5m A。以上研究结果表明所设计的碳纳米管冷阴极电子枪在发射特性、电子注层流特性以及收集极电流等方面具备在冷阴极行波管中的实用化前景。
刘志彪[4]（2020）在《磷酸系刻蚀液对Cu/Mo薄膜刻蚀性能的基础研究》文中认为面板制造的阵列工序（Array）在设计过程中,栅极（Gate）层电路和源漏（SD）极层电路根据产品使用要求进行电极材料的选择,这个过程不仅会对电极材料性能如电阻率、电子迁移率等因素进行考量,而且还需在原料成本及制造工艺技术难易程度上进行评价。随着平板显示大尺寸化、高解析度以及驱动频率高速化的趋势和要求,金属铜导线将逐渐取代铝导线成为薄膜晶体管制备过程中电极材料,由于金属铜与下层基板玻璃粘结性差,工艺上一般选择金属钼作为过渡膜层。当前,铜导线主要采用双氧水系刻蚀液进行处理,而双氧水的不稳定及易爆性使其在实际应用过程中存在诸多问题。本文研究了磷酸系刻蚀液对铜的刻蚀性能,磷酸系刻蚀液的主要组成为磷酸、硝酸及醋酸。工作中首先研究了金属铜在单酸、二元混合酸及三元混合酸刻蚀液中的溶出情况,解析了磷酸系刻蚀液不同组份对铜溶出的影响情况。结果发现,金属铜的腐蚀需氧化性及酸性共同作用下才能发生,其中硝酸起主导作用。XPS的分析结果表明,铜在磷酸系刻蚀液的溶出过程中,硝酸主要起氧化作用,将铜氧化为Cu2O直至CuO,CuO在氢离子的作用下发生溶解反应,而醋酸加入有利于硝酸对铜的氧化,同时促进CuO的溶解过程。对金属钼在磷酸三元混合酸刻蚀液的溶出行为进行了研究,分析了刻蚀液的各组份对钼溶出的影响情况。结果表明,金属钼的溶出亦需要磷酸和硝酸的共同作用才能发生,得出了硝酸是影响金属钼腐蚀的最大因素以及高浓度醋酸有利于钼的腐蚀溶出这一结论。在铜、钼单金属的研究基础上,研究了铜/钼薄膜在磷酸刻蚀液的溶出行为。金属铜/钼在刻蚀液中存在电化学电偶腐蚀,在该原电池体系中,钼为阴极,金属铜成为阳极而溶出速率变快。通过时间-电流（i-t）法探究了铜/钼在三元混合酸中各组份浓度的变化对金属间电偶电流的影响。通过SEM对不同浓度比例刻蚀液腐蚀Cu/Mo玻璃样片进行表征,最后经大量的优化实验,得到了较优的刻蚀液配方,优化后刻蚀液配方组份如下:磷酸3045%,硝酸1%3%,醋酸30%40%的范围值内,得到了锥度角满足生产工艺要求。
李瑶[5]（2019）在《空间X射线通信关键技术研究》文中认为空间X射线通信是以X射线为载波,实现空间信息传递的一种通信方式。相比微波、激光等通信方式,具有频率高、光子能量大、穿透力强等特点,因此有望实现空间高速、长距离的信息传输,并在一些电磁屏蔽等特殊场合中拥有无法比拟的优势。本文主要围绕空间X射线通信中的传输理论、X射线在等离子体鞘套和空间带电粒子环境下的传输特性以及发射源和探测器等进行了相关理论与实验研究,为空间X射线通信的继续深入研究奠定了基础。本文首先通过理论仿真,分析了X射线通信可用于空间信息传输的可行性;随后建立了空间X射线通信的功率传输模型、误码率模型等,搭建了基于10m真空管道的空间X射线通信地面演示验证系统,并对用于空间X射线通信的探测器进行了分析,采用现有的微通道板（Micro Channel Plate,MCP）和硅漂移SDD（Silicon Draft Detector,SDD）探测器分别实现了40kbps和100kbps的通信实验验证,为空间X射线通信系统的优化设计提供了一定的指导。其次,本文考虑到X射线光子的粒子性较强,引入碰撞模型,对X射线穿透等离子体的理论模型进行了优化。利用一套辉光放电等离子体源,搭建了X射线穿透均匀、准静态等离子体的实验平台,首次测试了X射线在均匀、准静态等离子体中的透过率。实验结果证明,等离子体介质对X射线信号传输存在一定程度的衰减,且随着等离子体电子密度的增加,X射线信号的透过率减小,其规律符合理论模型。当等离子体电子密度为1.2×1017/m3,等离子体介质的厚度为18cm,X射线源阳极高压20kV,对于光子流量大于1.34Mcps的X射线信号,其透过率可达95%以上。此外,考虑到黑障区的等离子体鞘套具有动态、非均匀、尘埃等特性,利用碱金属等离子体源,搭建了一套X射线与动态、非均匀、尘埃等离子体作用的实验平台,首次测试了X射线信号在动态、非均匀、尘埃等离子体时的透过率,并论证了黑障区X射线通信可实现的通信指标。针对空间X射线通信的发射源,采用粒子蒙特卡洛软件MCNP（Monte Carlo N Particle）和三维电磁场仿真软件CST（Computer Simulation Technology）,计算了电子打靶产生X射线的打靶效率,优化了栅控X射线源的槽口结构、栅极结构尺寸等参数,并试制样管进行测试。实验结果证明优化后的栅控X射线源出射光子数可以增加16%以上。最后,本文首次考虑到空间带电粒子对X射线通信的影响,搭建了电子枪与多层嵌套式X射线聚焦光学相互作用的实验平台,测试了聚焦光学镀膜材料产生荧光谱线对X射线通信信噪比的影响。实验结果证明,多层嵌套式X射线聚焦光学可有效地滤除空间带电粒子的干扰,实验系统的通信信噪比优于15.1dB。
董烨[6]（2019）在《二次电子倍增抑制及增强的理论与数值模拟研究》文中研究表明本论文主要围绕脉冲功率技术中二次电子倍增的增强及抑制问题,开展了理论与数值模拟研究。增强与抑制互为问题的正反面,但二者均涉及二次电子倍增物理过程,这方面又存在共性。二次电子倍增的增强研究方面,本论文主要利用介质单边二次电子倍增,探索其有效增强方式,研究设计了一种新型强流密度二次电子倍增阴极二极管。二次电子倍增的抑制研究方面,本论文主要研究了加速器射频腔建场过程中金属双边二次电子倍增的有效抑制方法。本论文主要内容如下:在强流密度电子束产生方面,爆炸发射虽然可以产生很高的发射电流密度,但是等离子体膨胀、表面烧蚀等因素导致阴极寿命短、性能下降快。场致发射虽然也可以实现较高的电流密度发射,但是其阴极有效发射面积小,总电流不大。二次电子发射具备较大的发展和应用潜力,但射频场驱动的微脉冲电子枪结构及控制复杂并不适用于高功率微波源。如何有效提高阴极发射电流密度、延长工作寿命,是高功率微波业界迫切需要解决的核心问题。本论文提出了一种可产生轴向环形束的新型强流密度二次电子倍增阴极二极管,通过利用三相点、场致发射与二次电子倍增相结合以及有效增强二次电子倍增的方式实现强发射电流密度。论文给出了该新型强流密度二次电子倍增阴极二极管的几何构型（包括:脉冲功率源引入结构、阴极端头、阳极外筒、二次电子倍增介质阴极以及三相点场致发射阵列）和作用原理（利用径向电场发射、轴向电场加速以及轴向磁场偏转效应）。动力学理论研究给出了二次电子运动轨迹、渡越时间、碰撞能量、工作区间范围等关键物理量,蒙特卡罗数值模拟验证了动力学理论结果的正确性和可靠性。研究证明了该新型二次电子倍增阴极实现二次电子倍增产生、维持和动态可控的可行性。理论粗估证明了该新型二次电子倍增阴极发射电流密度可达kA/cm2水平,具备强发射电流密度特性,给出了其设计依据和步骤。本论文利用粒子模拟和蒙特卡罗碰撞方法,编制了二维三速粒子模拟（2D3V PIC）程序,对新型二次电子倍增阴极表面二次电子倍增产生、发展、饱和的全物理过程进行了粒子模拟研究。粒子模拟所得的二次电子运动轨迹、渡越时间、碰撞能量与动力学理论及蒙特卡罗模拟结果一致。研究分析了电荷沉积引发的二次电子倍增饱和效应,粒子模拟给出了该新型二次电子倍增阴极发射电流密度水平,与理论粗估结果相吻合。为进一步提升阴极发射性能,采用自编2D3V PIC程序,探索了二次电子倍增的有效增强方式。研究发现了同步增加轴向电场、径向电场以及轴向磁场的方式可有效提升阴极发射电流密度的重要结论。采用蒙特卡罗碰撞粒子模拟方法,编制了二维三速蒙特卡罗碰撞粒子模拟（2D3V PIC-MCC）程序,对沿面闪络引发的阴极性能变化和恶化因素进行了定量评估。在加速器射频腔动态建场方面,腔体内射频电压的建立是一个从无到有、逐步增长的过程,超导腔需要很长的场加载时间。加速器建场过程中,若存在较为严重二次电子倍增现象,不仅会限制腔内储能,影响共振频率,甚至会导致建场失败。目前大多数研究工作为实验研究,虽然都发现了高Q值腔体内的二次电子倍增现象会引发射频场建场的失败,但未能对其物理过程及作用机理形成深入认识。与此同时,欠缺有效的二次电子倍增抑制手段。本论文采用蒙特卡罗抽样与粒子模拟相结合的方法,编制了一维三速粒子模拟（1D3V PIC）程序,数值研究了腔体双边二次电子倍增高阶模式瞬态特性以及材料二次电子产额对腔体双边二次电子倍增的影响。研究表明:高阶（三阶）模式双边二次电子倍增的放电功率大约只有一阶模式1%的水平,支撑了加速器射频腔动态建场过程中高阶模式影响较小的重要判断。低二次电子产额材料的二次电子倍增饱和特性,由空间电荷场的“去群聚”效应和“反场”效应同时决定。而高二次电子产额材料的二次电子倍增饱和特性,则主要由发射面附近的强空间电荷场“反场”效应决定,饱和时呈现单边二次电子倍增分布的趋势。本论文建立了加速器射频腔动态建场等效电路与腔体双边二次电子倍增的耦合物理模型,编制了等效电路与一维三速粒子模拟（1D3V PIC）耦合程序,开展了二次电子倍增对射频腔动态建场影响过程及其抑制方法的数值模拟研究。研究表明:腔体Q值越高或二次电子发射面积越大,射频腔建场成功的概率越低。降低腔体背景种子电子发射密度有利于减少参与二次电子倍增的初始电子总数,从而增加射频腔建场成功的概率。通过提升加载腔体电压幅值,缩短驱动源上升时间以及使腔体略微失谐的方法,均可以达到缩短二次电子倍增作用时间间隔的效果,对抑制射频腔建场中的二次电子倍增形成过程有积极作用,可增加射频腔建场成功概率。
黎深根[7]（2019）在《W波段空间谐波磁控管研究》文中研究说明普通磁控管在向毫米波、短毫米波和太赫兹方向发展时,遇到了严重的问题:首先,因磁控管腔体尺寸与波长成正比,随着频率逐渐提高,腔体尺寸将越来越小;其次,直流磁场与波长成反比,波长越短,磁场越高;再次,阴极尺寸小,所需电流密度增大,导致电子回轰很强烈,这将严重影响热阴极的寿命;最后,随着尺寸的缩小,采用隔膜带解决π模磁控管模式分隔问题也难以实现。因此,在毫米波及以上波段,人们提出了许多方法来实现毫米波M型器件的研制,例如同轴磁控管方案、普通磁控管方案、反同轴磁控管方案和空间谐波磁控管方案。其中空间谐波磁控管（SHM）被认为是最有效的设计之一,与π模基波普通磁控相比,空间谐波磁控管可以增大谐振腔尺寸,降低工作磁场,并有效提高模式分隔度。国内目前尚无W波段磁控管工程化产品报道,对于空间谐波磁控管的研究还处于起步阶段,基于此,本文详细地分析与研究了W波段非π模空间谐波磁控管的作用机理与工作特性,提出了W波段空间谐波磁控管优化设计的基本思路,对空间谐波磁控管的工作效率进行了比较系统的理论分析,一定程度上填补国内空间谐波磁控管的理论空缺。论文主要内容如下:首先,论文系统地分析了无隔模带谐振系统中多模瞬态特性、非π模理论和空间谐波理论,探析了短毫米波磁控管采用非π模空间谐波工作可以增大谐振腔尺寸和降低工作磁场的根本原因。讨论了模式选择对谐振腔尺寸、模式分隔度和品质因数的影响,推导了空间谐波同步的工作特性和负载特性。其次,查阅资料并结合理论分析结构,首次尝试从注波互作用和高频损耗角度对W波段空间谐波磁控管进行效率分析,分析了高频场角速度、同步谐波角向电场以及趋肤效应导致低效率的本质原因,在此理论分析的基础上提出了改善磁控管电子效率和线路效率的实现方法。再次,结合理论分析,对W波段空间谐波磁控管进行了仿真分析,得到冷态特性和热态特性一系列的仿真结果,讨论了仿真结果和理论计算的一致性,对仿真过程中出现的异常现象,进行了理论上的分析,最终通过仿真分析找到了试验研究改进的方向,为试验研究的成功奠定了基础。然后,利用理论计算和仿真分析的结果,进行试验验证,研制出了我国首支W波段空间谐波磁控管,工作模式为π/2模及邻近模式,电子与负一次空间谐波同步,输出功率达到2kW,验证了理论计算的正确性以及仿真分析的准确性。最后,在W波段空间谐波试验研究的基础上,开展了冷阴极技术研究,对磁控管冷阴极技术进行了理论分析,验证了毫米波磁控管采用自发射冷阴极和辅助热阴极式冷阴极的可行性。
齐志央[8]（2019）在《具有等离激元增强的纳米结构电子发射特性及其机理研究》文中研究指明目前,高亮度电子源中所用光电阴极多采用具备低功函数的碱金属（包括多碱合金）或具备负电子亲和势的III-V族化合物半导体材料,其具有较高的电子发射能力。相对于上述传统光电阴极及其较为单一的表面结构,新兴的纳米结构与材料有望实现对入射光的可控调制,进而实现对光电子发射的操控。表面等离激元光子学主要研究亚波长金属纳米结构独特的光学性质及其电子的动力学特性,以及光与物质的相互作用过程。表面等离激元的激发会伴随“光子吸收增强”、“局域场增强”和“能量传输特性”等重要特征,对于提高光电阴极电子发射能力有重要作用。本论文探索选用多种具有表面等离激元效应的纳米材料及其复合结构作为光电子发射体,包括周期性的金纳米结构、大面积金纳米颗粒/铯薄膜复合结构和碳纳米管/金纳米颗粒复合结构等,基于光调制扫描隧道显微镜和太赫兹自由电子激光器（电子枪与束测装置）对其电子发射特性开展了全面性的研究,对电子发射机制和增强机制进行了详实的理论分析。主要研究内容及成果如下:（1）设计出的周期性金属纳米结构阵列,其表面等离激元共振波长可匹配中心波长800 nm和532 nm的激励光源,论证了衬底材料特征对共振吸收和局域场分布的影响;选用极低表面粗糙度和低折射率的ITO玻璃作为衬底,利用电子束曝光工艺制备了金纳米棒和纳米三角板结构,利用聚焦离子束刻蚀工艺制备了金纳米孔和纳米光栅结构,借助微区光谱测试,充分地证实反射和透射光谱与设计吻合。（2）借助低功率的光调制扫描隧道显微镜,发现了大气条件下的等离激元增强光电子隧穿发射现象;利用薄膜快速热退火的方法制备了大面积不同尺寸的金纳米颗粒,部分解决了亚波长纳米金属阴极暂时难以实现大面积制备的问题;以800 nm的飞秒脉冲激光作为激励源进行了高真空环境中的光电子发射测试,实验表明当相关纳米结构的表面等离激元共振吸收峰匹配入射激光波长时,可实现最大的电子发射量子效率。（3）利用中国工程物理研究院应用电子学研究所太赫兹自由电子激光器的电子枪和束线测量装置进行了初步的光注入加载实验,以表面蒸镀一层铯原子薄膜的大面积金纳米颗粒结构作为发射源,采用532 nm的皮秒脉冲激光器作为激励光源;实验初步证明该复合纳米结构电子发射的量子效率达到10-510-4量级,束流初步测量得到的阴极热发射度为1.89 mm·mrad,满足自由电子激光器对电子源发射度的基本要求。（4）利用化学气相沉积和薄膜快速热退火方法制备出多种形貌金纳米颗粒修饰的垂直取向碳纳米管阵列,利用800 nm的飞秒脉冲激光作为激励光源,相关电子发射实验结果显示金颗粒修饰可显着增强碳纳米管的光电子发射,且颗粒局域表面等离激元共振波长接近入射激光波长时可获得最大的量子效率(10-5),电子发射能力伴随着激光功率的增加而增强;基于实验数据和电子发射理论基本证实了复合结构从表面等离激元增强的多光子吸收光电子发射可逐步过渡为强光波电场中的场致电子发射,电子发射最终进入空间电荷限制电流区。综上所述,本论文针对具有等离激元增强作用的新型纳米结构与材料在光电子发射器件中的应用展开了探索研究,部分解决了亚波长纳米金属阴极暂时难以大面积制备的问题,观察到了大气条件下的等离激元增强光电子隧穿发射现象,进行了电子束流特性的光注入加载测试分析,提出了利用新兴的纳米材料作为电子发射体。这些研究工作均为实现高稳定性高量子效率的新型纳米结构光电阴极提供了有潜力的技术途径。
郑光华[9]（2019）在《太阳能热电子发电的实验与理论基础研究》文中提出太阳能热电子发电是一种直接热电转换技术,理论发电效率可达60%-70%（耦合热力底循环）,发展潜力巨大。热电子发电不仅可以完全依靠高温热能来驱动,还可以利用太阳光中的高频光子（大于热阴极禁带宽度）来增强热电子的发射,获得更高的转换效率。然而,高温热电子发射特性缺乏系统性的研究,热电转换的能量传递机制尚不清晰,光子增强热发电的热力学理论尚不完善,都有待进一步的研究。首先,研究了热电子的发射、极间输运及能量输出特性。实验研究表明,阴极温度影响阴极的热电子数和热发射的表面、极间能级分布。由于铯的物理吸脱附效应对阴极表面势垒的影响,热发射电流（或功率）随电极温度呈先增后减再增的变化趋势（阴极温度550℃具有极大值）。阴阳极间距则影响电子与铯碰撞几率、极间铯离化概率。试验表明,极间距增大,热发射电流减小,而输出电压将增大（阳极功函数下降所致）。通过实验研究光辐射下的热电子发射特性,发现了光致激发热电子发射效应,即铯原子在整个过程中作为电子传输的媒质。另外,通过研究具有高热发射特性的钡钨热阴极发现,当阴极温度为1200℃,其最大热发射短路电流达160 mA/cm2,最大热电子输出功率达21.7 mW/cm2,发电效率则为1.74%。而热发射电流随阴阳极间距增大呈指数递减趋势,极间距22μm时的热电子短路电流为198μm时的21倍。本文提出了热电子致电效率的概念,用于表征热阴极发射至阳极的电子能量中有效电能输出的概率（其余能量转化为热能）。当阴极温度由900℃上升至1200℃,阴极功函数增长速率较阳极更大,阴阳极费米能级差增大,热电子致电效率由6%提升至11%。而当阴阳极间距由22μm增大至198μm时,极间积累电子数增多,极间电子势垒增大,阴阳极费米能级差增大,热电子致电效率则由11%提升至19%。其次,探究了光子增强热电子发射的物理机制。实验表明,PETE电流（和输出功率）大于TE电流（和输出功率）,证实了PETE由热激发和光激发共同贡献。当极间距<130μm,极间铯离化效应较显着,输出电流随极间距的增大而增大。而当极间距>130μm,电子渡越时间增长,电子与铯的碰撞效应相对更显着,输出电流随极间距的增大而减小。阴极（晶格）温度升高,光激发电子在阴极体内扩散,与晶格发生热交换而损失的能量减少,发射至真空中的光电子数增多。而入射光的增强,一方面使得发射至真空的PETE电子数增多,另一方面PETE电子在阴极体内复合增强、与极间铯离子的碰撞复合增强,导致PETE电子数与光强呈非线性单调递增关系。入射光子波长增大,激发至导带中的光电子能量降低,能够克服表面势垒并发射至真空的光电子数相应减少。实验得到,当阴极温度为350℃时,300nm波长光子入射的PETE量子效率达0.82%。此后,研究了太阳能热电子发电的热力学机理。理论推导并建立了太阳能热电子发电的能、熵、?模型。通过?模型计算得到,当聚光比为500倍时,光子增强热电子发射的?效率高达62.36%,其中光激发?流占比13.66%,电子热化?流占比48.70%,远高于相同条件下热电子发电的?效率（51.44%）。基于熵模型,定量分析了太阳能热电子发电过程中的热力学过程,提出了以电子为工质的热电子发电的温熵图。在热电子发电过程中,电子工质由费米能级热化,经外部负载重新返回费米能级。而在光子增强热电子发电过程中,电子工质则由导带热化,经循环后返回价带。这一能级差（即化学势）的存在使得光激发能量无需经声子的传递,直接并完全转换为电能,即该过程不产生熵增。最后,基于实验与理论研究,设计了适合于实际太阳能发电的碟式热电子-斯特林系统,讨论不同太阳光谱辐射强度对系统发电性能的影响。在聚光比500倍、镜场面积100m2情况下,太阳能蝶式热电子-斯特林系统的峰值发电效率为34%-37%,年发电量约为119MWh。
车浩铭[10]（2019）在《光子增强热电子发射特性与分析模型》文中研究说明太阳能是一种清洁无污染的可再生能源,目前广泛利用的两种太阳能发电方式为光伏发电和光热发电,基于光子增强热电子发射效应（PETE）的新型太阳能发电技术能够将这两者结合起来,理论上可以实现更高的能量转换效率。本文基于PETE发射机理,设计真空PETE性能测试系统并开展不同工况下的测试实验研究,研究空间电荷效应对PETE能量转换效率的影响规律。设计并搭建了高温PETE真空性能测试系统,针对真空腔体及各连接部件的结构、真空系统、光源系统及参数测试系统进行了详细说明,以非晶硅作为阴极材料,通过测试IV特性曲线分析不同工作参数对PETE发射特性的影响。实验结果表明,光照与温度均能提高发射电流,且光生电流随温度升高而增大。在阴极温度从250℃升高到500℃的过程中,光生电流先迅速增加后趋于稳定,热生电流增加速度越来越大,温度小于450℃时,光生电流远大于热生电流,此时光照对电流影响更大,450℃时光生电流与热生电流的差值最大,为阴极最佳工作温度。但当入射光较弱时,热生电流大于光生电流,此时总电流受温度影响较大。阴极480℃时,极板间距为88μm时发射电流最大,间距小于88μm时电流受极板间铯原子离化影响下降,阴阳极板间距大于200μm后,缩小间距相对升高温度对电流的提升作用有限。阴极对不同波长单色光的光谱响应能力不同,300nm处的量子效率最大,温度升高可以增加阴极的量子效率。基于空间电荷理论,模拟研究了空间电荷效应对PETE电子发射过程的影响规律,研究结果表明,空间电荷积累会在阴阳极板间形成高于真空能级的静电势垒,阻碍阴极出射电子到达阳极。阴阳极极板间距越大,形成的最大静电势能值越大,阴极净电流越小,空间电荷效应影响越严重,缩小极板间距可以有效改善空间电荷效应的影响。建立了PETE阴极能量流动平衡模型,推导了在空间电荷效应影响下的输出电流、电压及转换效率的计算公式,利用Matlab软件模拟了极板间距、阴极温度、表面电子亲和势、阳极功函数对能量转换效率及对应聚光倍数的影响。其他条件相同时,阴极温度和表面电子亲和势均存在最佳值使转换效率最大。阴极温度越高,达到最大能量转换效率所需的表面电子亲和势越大。阳极温度400K,功函数0.8eV时,对不同阴极温度下的表面电子亲和势进行优化,发现当极板间距小于4μm时效率与温度成正比,大于4μm时效率与温度成反比。阳极功函数存在最佳值使效率最大,大于该值时效率随阳极功函数减小线性递增,小于该值时反向电流迅速升高,效率迅速下降,因此阳极功函数需要控制在合适的范围内。
二、金属钼阴极发射特性的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、金属钼阴极发射特性的实验研究（论文提纲范文）
（1）旋转滑动弧降解典型垃圾气化焦油组分及阴极斑点形成机制的实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 垃圾气化焦油 |
| 1.2.1 城市生活垃圾的气化 |
| 1.2.2 焦油的成分及特性 |
| 1.3 焦油的去除方法 |
| 1.3.1 物理净化法 |
| 1.3.2 化学净化法 |
| 1.4 等离子体技术 |
| 1.4.1 等离子体的概念及分类 |
| 1.4.2 低温等离子体的产生方法及特性 |
| 1.4.3 低温等离子体降解气化气中的焦油 |
| 1.5 全文主要内容及框架 |
| 2 实验装置和方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 协同驱动旋转滑动弧反应器 |
| 2.3 旋转滑动弧降解模拟焦油的实验系统 |
| 2.4 旋转滑动弧降解实际焦油的实验系统 |
| 2.5 光谱仪系统 |
| 2.6 分析检测方法 |
| 2.6.1 高精度示波器 |
| 2.6.2 高速摄影仪 |
| 2.6.3 发射光谱系统 |
| 2.6.4 气相色谱质谱联用仪(GC/MS) |
| 2.6.5 气相色谱仪(GC) |
| 2.6.6 热成像仪 |
| 2.7 反应评价方法 |
| 3 旋转滑动弧物理特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电弧移动特性及电参数分析 |
| 3.2.1 反应器的电压、电流波形特性 |
| 3.2.2 电弧移动特性 |
| 3.2.3 电弧形态特性 |
| 3.2.4 电弧的亮度与颜色 |
| 3.3 反应过程中的积碳问题与解决方法 |
| 3.3.1 反应器内部流场的影响 |
| 3.3.2 液体进样连续性的影响 |
| 3.3.3 水蒸气浓度的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 旋转滑动弧等离子体降解模拟焦油成分的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 旋转滑动弧裂解萘与甲苯混合物的实验研究 |
| 4.2.1 气体流速的影响 |
| 4.2.2 焦油浓度的影响 |
| 4.2.3 水蒸气浓度的影响 |
| 4.2.4 二氧化碳浓度的影响 |
| 4.2.5 液体副产物分析 |
| 4.3 旋转滑动弧裂解甲苯、萘和菲混合物的实验研究 |
| 4.3.1 焦油浓度的影响 |
| 4.3.2 水蒸气的影响 |
| 4.3.3 二氧化碳浓度的影响 |
| 4.3.4 电流的影响 |
| 4.3.5 等离体子耦合催化剂降解焦油 |
| 4.3.6 液体产物分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 旋转滑动弧等离子体裂解焦油的光谱研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 等离子体发射光谱分析 |
| 5.2.1 发射光谱的强度 |
| 5.2.2 振动温度和转动温度的计算 |
| 5.2.3 电子激发温度 |
| 5.3 无焦油气氛下旋转滑动弧的光谱研究 |
| 5.3.1 水蒸气浓度的影响 |
| 5.3.2 二氧化碳浓度的影响 |
| 5.4 旋转滑动弧降解焦油条件下的光谱特征研究 |
| 5.4.1 焦油浓度的影响 |
| 5.4.2 水蒸气浓度的影响 |
| 5.4.3 CO_2浓度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 旋转滑动弧等离子体降解实际焦油的实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 垃圾气化焦油与生物质气化焦油成分对比分析 |
| 6.3 旋转滑动弧等离子体裂解生物质气化焦油的实验研究 |
| 6.3.1 降解率受不同工况的影响 |
| 6.3.2 气体产物受工况的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 旋转滑动弧裂解焦油过程中阴极斑点现象的研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.1.1 阴极斑点 |
| 7.1.2 阴极斑点的逆行 |
| 7.1.3 阴极斑点的特点 |
| 7.2 实验系统与方法 |
| 7.2.1 实验系统与实验方法 |
| 7.2.2 反应评价标准 |
| 7.3 有无阴极斑点现象时电学、光谱、电弧形态及运动特性的对比 |
| 7.3.1 电学特性对比 |
| 7.3.2 光谱特性对比 |
| 7.3.3 电弧形态及运动特性对比 |
| 7.4 阴极斑点出现的临界条件 |
| 7.4.1 阴极材料对阴极斑点的影响 |
| 7.4.2 水蒸气含量对气体温度的影响 |
| 7.4.3 管式炉温度预热温度对极限水蒸气浓度的影响 |
| 7.4.4 气体流量对极限水蒸气浓度的影响 |
| 7.4.5 二氧化碳浓度对阴极斑点现象的影响 |
| 7.4.6 连续预热时,水蒸气浓度极限随气体温度的变化 |
| 7.4.7 气体温度与水蒸气浓度对应关系汇总 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 全文总结及展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 本文创新点 |
| 8.3 不足之处与工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（2）光子增强热电子发射的热力学分析及优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 太阳能发电技术发展现状和趋势 |
| 1.1.1 太阳能光伏发电技术 |
| 1.1.2 太阳能光热发电技术 |
| 1.2 基于光子增强热电子发射效应的新型太阳能光电转化 |
| 1.3 国内外相关研究进展 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 PETE光电能量转化模型及热力学分析 |
| 2.1 PETE光电能量转化基本原理 |
| 2.2 PETE发射理论模型 |
| 2.2.1 能量平衡模型 |
| 2.2.2 载流子动力学模型 |
| 2.3 热力学模型 |
| 2.3.1 光电能量转化的热力学过程 |
| 2.3.2 热电子发射能量转化的热力学过程 |
| 2.4 模型参数及计算 |
| 2.5 结果 |
| 2.5.1 系统参数对PETE的影响 |
| 2.5.2 光-热协同增强效应 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 PETE性能测试系统搭建和实验 |
| 3.1 真空性能测试平台 |
| 3.1.1 真空机械系统 |
| 3.1.2 光源系统 |
| 3.1.3 电信号检测系统 |
| 3.1.4 PETE阴极材料 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 实验流程 |
| 3.2.2 PETE发射对光照的响应 |
| 3.2.3 光谱对PETE发射的影响 |
| 3.2.4 温度对PETE发射的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 空间电荷效应优化实验 |
| 4.1 空间电荷效应原理 |
| 4.2 阴阳极间距 |
| 4.2.1 空间电荷理论计算 |
| 4.2.2 间距对空间电荷效应的影响实验 |
| 4.3 铯蒸汽浓度 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（3）碳纳米管冷阴极电子枪电子光学设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 阴极概述 |
| 1.2 场发射阴极 |
| 1.3 电子枪概述 |
| 1.3.1 电子光学与电子枪 |
| 1.3.2 皮尔斯电子枪 |
| 1.3.3 栅控电子枪 |
| 1.4 层流电子注 |
| 1.5 碳纳米管冷阴极电子枪研究进展 |
| 1.6 冷阴极真空电子器件 |
| 1.6.1 真空电子器件 |
| 1.6.2 冷阴极行波管研究进展 |
| 1.7 论文组织结构 |
| 第二章 碳纳米管阴极的制备与场发射性能研究 |
| 2.1 碳纳米管阴极的制备 |
| 2.2 碳纳米管阴极SEM表征 |
| 2.2.1 SEM扫描电子显微镜 |
| 2.2.2 碳纳米管阴极SEM |
| 2.3 碳纳米管阴极发射特性研究 |
| 2.3.1 测试系统与测试组件 |
| 2.3.2 碳纳米管阴极场发射特性测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 碳纳米管冷阴极层流电子枪电子光学设计 |
| 3.1 CST仿真软件介绍 |
| 3.2 碳纳米管冷阴极层流电子枪设计 |
| 3.2.1 场发射理论 |
| 3.2.2 碳纳米管冷阴极层流电子枪设计思路 |
| 3.2.3 碳纳米管冷阴阴极特性参数研究 |
| 3.2.5 蜂窝栅研究 |
| 3.2.6 弧面预聚焦电极仿真研究 |
| 3.2.7 弧面预聚焦层流电子枪 |
| 3.3 电子注流通特性仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳纳米管冷阴极层流电子枪实验研究 |
| 4.1 弧面预聚焦层流电子枪制备 |
| 4.2 电子枪测试系统 |
| 4.3 电子枪发射特性研究 |
| 4.3.1 直流连续发射特性测试 |
| 4.3.2 脉冲发射特性测试 |
| 4.3.3 发射稳定性测试 |
| 4.4 栅极截获特性研究 |
| 4.5 电子注流通特性研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）磷酸系刻蚀液对Cu/Mo薄膜刻蚀性能的基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 选题意义及背景 |
| 1.2 平板显示简介 |
| 1.2.1 液晶显示器简介 |
| 1.2.2 有机发光二极管显示器简介 |
| 1.3 薄膜晶体管(TFT)在显示面板中的应用 |
| 1.4 刻蚀工艺简介 |
| 1.5 湿电子化学品在薄膜晶体管(TFT)中的应用 |
| 1.5.1 湿电子化学品概述 |
| 1.5.2 湿电子化学品在薄膜晶体管(TFT)制造中的应用 |
| 1.6 铜及其刻蚀液在薄膜晶体管(TFT)制造过程中的应用 |
| 1.7 本文研究主要内容及章节安排 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2金属Cu腐蚀实验 |
| 2.2.1金属Cu腐蚀溶出实验 |
| 2.2.2 金属Cu离子溶出含量测定 |
| 2.2.3金属Cu腐蚀电化学测试实验 |
| 2.2.4铜在酸溶液中的腐蚀机理研究实验 |
| 2.3金属Mo腐蚀实验 |
| 2.3.1金属Mo离子腐蚀溶出实验 |
| 2.3.2 金属Mo离子溶出含量测定 |
| 2.3.3金属Mo腐蚀电化学测试实验 |
| 2.4Cu/Mo复合金属层腐蚀实验 |
| 2.4.1 Cu/Mo复合金属腐蚀溶出实验 |
| 2.4.2 Cu、Mo金属间i-t曲线测试实验 |
| 2.4.3 Cu/Mo复合金属膜样品表征测试 |
| 第三章 金属铜在磷酸系刻蚀液中的溶出行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 金属Cu腐蚀实验方案及目标 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 单酸实验结果与分析 |
| 3.3.2 二元混合酸实验结果及分析 |
| 3.3.3 三元混合酸实验结果及分析 |
| 3.3.4 金属铜腐蚀电化学实验结果及分析 |
| 3.3.5 金属铜的腐蚀机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 金属钼在磷酸系刻蚀液中的溶出行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 金属Mo腐蚀实验方案及目标 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 三元混合酸的实验结果及分析 |
| 4.3.2 金属钼腐蚀电化学实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 铜/钼薄膜腐蚀研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究方案及目标 |
| 5.3 实验结果及讨论 |
| 5.3.1 金属铜、钼腐蚀原电池效应 |
| 5.3.2 复合金属溶出结果与分析 |
| 5.3.3 铜/钼复合金属时间-电流(i-t)曲线 |
| 5.3.4 Cu/Mo玻璃样片的刻蚀表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
（5）空间X射线通信关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 X射线通信的产生及研究意义 |
| 1.1.1 X射线的发现 |
| 1.1.2 X射线应用拓展 |
| 1.1.3 X射线通信 |
| 1.2 本文的研究内容及创新点 |
| 1.2.1 本文主要研究内容 |
| 1.2.2 本文主要创新点 |
| 第2章 X射线通信系统 |
| 2.1 X射线源的分类 |
| 2.1.1 热阴极X射线光管 |
| 2.1.2 碳纳米管X射线光管 |
| 2.1.3 激光等离子体X射线源 |
| 2.1.4 同步辐射源与自由电子激光 |
| 2.1.5 用于空间X射线通信的发射源选型 |
| 2.2 X射线的聚焦与准直 |
| 2.3 X射线探测器 |
| 2.3.1 X射线的探测原理及分类 |
| 2.3.2 可用于X射线通信的探测器的探测原理 |
| 2.4 空间X射线通信所面临的技术难题 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 用于空间X射线通信的核心元件优化设计及实验验证 |
| 3.1 栅控X射线源的原理及存在的问题 |
| 3.2 栅控X射线的优化设计 |
| 3.2.1 电子产生部分选型 |
| 3.2.2 电子逸出部分优化设计 |
| 3.2.3 电子打靶部分优化设计 |
| 3.2.4 X射线出射窗材料与厚度选型 |
| 3.3 用于空间X射线通信的栅控源的核心指标测试 |
| 3.3.1 栅控X射线管出射流量测试 |
| 3.3.2 栅控X射线管流量稳定性测试 |
| 3.3.3 栅控X射线管截止电压测试 |
| 3.4 用于空间X射线通信的探测器选型 |
| 3.4.1 用于空间X射线通信的探测器选型原则 |
| 3.4.2 探测器选型对空间X射线通信指标的约束分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 空间X射线通信的传输模型及地面模拟实验研究 |
| 4.1 空间X射线通信的传输模型研究 |
| 4.1.1 空间X射线通信的链路方程及功率传输模型 |
| 4.1.2 空间X射线通信的误码率理论分析 |
| 4.2 空间X射线通信的地面模拟实验研究 |
| 4.2.1 通信系统实验测试 |
| 4.2.2 不同探测器选型下的误码率实验 |
| 4.2.3 不同光子流量下的误码率实验 |
| 4.2.4 不同调制模式下的误码率实验 |
| 4.2.5 准直与聚焦光学布局对通信系统误码率的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 空间X射线通信的应用研究 |
| 5.1 黑障区X射线通信研究 |
| 5.1.1 黑障现象的产生机理及缓解方法 |
| 5.1.2 电磁波在等离子体中的传输理论研究 |
| 5.1.3 X射线在等离子体中的传输理论研究 |
| 5.1.4 X射线与准静态等离子体作用的实验研究 |
| 5.1.5 X射线与动态、非均匀、尘埃等离子体作用的实验研究 |
| 5.1.6 黑障区X射线通信的可行性分析 |
| 5.2 空间带电粒子对空间X射线通信的影响研究 |
| 5.2.1 空间电子与聚焦光学的作用机理 |
| 5.2.2 空间电子与聚焦光学的作用实验研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略词 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）二次电子倍增抑制及增强的理论与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.1.1 强流密度电子束产生的研究现状 |
| 1.1.2 射频腔二次电子倍增的研究现状 |
| 1.2 论文研究意义 |
| 1.2.1 新型强流密度二次电子倍增阴极探索研究 |
| 1.2.2 射频腔动态建场过程二次电子倍增抑制研究 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第2章 新型二次电子倍增阴极动力学可行性与蒙特卡罗模拟验证研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 新型二次电子倍增阴极工作原理及构型设计 |
| 2.2.1 工作原理 |
| 2.2.2 构型设计 |
| 2.3 新型二次电子倍增阴极实现二次电子倍增的动力学可行性 |
| 2.3.1 动力学方程 |
| 2.3.2 电子渡越时间和碰撞能量 |
| 2.3.3 二次电子运动轨迹及状态 |
| 2.3.4 二次电子发射模型 |
| 2.3.5 二次电子倍增阴极工作区间的理论预估 |
| 2.3.6 二次电子运动特征参数的理论粗估 |
| 2.4 新型二次电子倍增阴极的蒙特卡罗模拟验证研究 |
| 2.4.1 粒子追迹法 |
| 2.4.2 二次电子发射的蒙特卡罗抽样模型 |
| 2.4.3 蒙特卡罗模拟结果分析讨论 |
| 2.4.4 基于蒙特卡罗模拟的二次电子倍增阴极工作区间预估 |
| 2.5 新型二次电子倍增阴极发射能力预估及设计依据 |
| 2.5.1 二次电子倍增饱和效应 |
| 2.5.2 空间电荷场对电子运动状态的影响 |
| 2.5.3 阴极发射电流密度预估 |
| 2.5.4 设计步骤及依据讨论 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 新型二次电子倍增阴极的粒子模拟及性能提升与恶化因素研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 新型二次电子倍增阴极的粒子模拟研究 |
| 3.2.1 计及空间电荷效应的动力学模型 |
| 3.2.2 材料二次电子发射模型 |
| 3.2.3 电子位置受力及电荷密度计算方法 |
| 3.2.4 不同区域泊松方程的离散格式 |
| 3.2.5 基于红黑排序的泊松方程超松弛迭代求解方法 |
| 3.2.6 静电粒子模拟程序计算流程 |
| 3.2.7 阴极表面二次电子倍增过程的粒子模拟 |
| 3.3 二次电子倍增有效增强方式及阴极性能提升方法探索研究 |
| 3.3.1 介质轴向长度对阴极发射性能的影响 |
| 3.3.2 材料二次电子产额对阴极发射性能的影响 |
| 3.3.3 外加磁场对阴极发射性能的影响 |
| 3.3.4 轴向电场对阴极发射性能的影响 |
| 3.3.5 法向电场对阴极发射性能的影响 |
| 3.3.6 同步调整轴向和法向电场对阴极发射性能的影响 |
| 3.3.7 同步调整外加电场与磁场对阴极发射性能的影响 |
| 3.4 新型二次电子倍增阴极沿面闪络对性能影响评估 |
| 3.4.1 阴极表面放气引发碰撞电离的物理模型 |
| 3.4.2 静电蒙特卡罗碰撞粒子模拟方法 |
| 3.4.3 电子与气体分子碰撞模型 |
| 3.4.4 离子与气体分子碰撞模型 |
| 3.4.5 电子与氢气分子的碰撞截面数据 |
| 3.4.6 低放气率沿面闪络过程对阴极性能的影响 |
| 3.4.7 高放气率沿面闪络过程对阴极性能的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 二次电子倍增对射频腔建场过程影响及其抑制方法的理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 射频腔双边二次电子倍增的解析理论 |
| 4.2.1 动力学方程 |
| 4.2.2 相位聚焦条件 |
| 4.2.3 碰撞电势分布 |
| 4.2.4 二次电子倍增敏感区间预估 |
| 4.2.5 考虑材料二次电子产额特性的敏感区间预估 |
| 4.3 射频腔双边二次电子倍增瞬态特性的粒子模拟研究 |
| 4.3.1 简化双平板腔体物理模型 |
| 4.3.2 双边二次电子倍增的粒子模拟方法 |
| 4.3.3 材料二次电子发射模型 |
| 4.3.4 低阶与高阶模式二次电子倍增瞬态特性的粒子模拟 |
| 4.3.5 材料二次电子产额对腔体双边二次电子倍增影响的粒子模拟 |
| 4.4 二次电子倍增对射频腔建场过程影响的自洽数值模拟研究 |
| 4.4.1 耦合模型建立方法 |
| 4.4.2 描述射频腔动态建场过程的等效电路方程 |
| 4.4.3 自洽求解二次电子运动的粒子模拟方法 |
| 4.4.4 不存在二次电子倍增情况下的射频腔建场过程 |
| 4.4.5 二次电子倍增对射频腔建场过程的影响 |
| 4.5 射频腔建场过程中二次电子倍增的抑制方法研究 |
| 4.5.1 降低背景种子电流发射密度 |
| 4.5.2 提升加载腔体电压幅值 |
| 4.5.3 缩短驱动源上升时间 |
| 4.5.4 腔体略微失谐 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 后续研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及参与的科研项目 |
（7）W波段空间谐波磁控管研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 毫米波磁控管的发展现状 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.3.3 理论研究现状 |
| 1.4 论文的选题和内容安排 |
| 1.5 论文的创新点 |
| 第二章 非π模空间谐波理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 磁控管工作原理 |
| 2.1.2 非π模空间谐波磁控管介绍 |
| 2.2 谐振特性分析 |
| 2.2.1 谐振系统 |
| 2.2.2 色散特性 |
| 2.2.3 多模瞬态分析 |
| 2.3 非π模理论 |
| 2.3.1 π 模工作的优点 |
| 2.3.2 非π模对谐振腔尺寸的影响 |
| 2.3.3 非π模对模式分隔度的影响 |
| 2.3.4 非π模的品质因数 |
| 2.4 空间谐波理论 |
| 2.4.1 空间谐波 |
| 2.4.2 工作电压与工作磁场 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 空间谐波磁控管效率分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁控管效率分析 |
| 3.2.1 磁控管效率的计算 |
| 3.2.2 传统磁控管高效率的原因 |
| 3.3 W波段空间谐波磁控管效率分析 |
| 3.3.1 注波互作用分析 |
| 3.3.2 低效率的原因 |
| 3.3.3 提高效率的方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 空间谐波磁控管仿真分析 |
| 4.1 仿真模型建立 |
| 4.1.1 仿真软件简介 |
| 4.1.2 仿真对象介绍 |
| 4.1.3 仿真模型建立 |
| 4.2 冷态特性仿真和分析 |
| 4.2.1 谐振系统仿真分析 |
| 4.2.2 输出结构仿真分析 |
| 4.2.3 整管冷态分析 |
| 4.3 热态特性仿真和分析 |
| 4.3.1 电磁场加载 |
| 4.3.2 阴极发射设置 |
| 4.3.3 高频场分析 |
| 4.3.4 电子运动状态分析 |
| 4.3.5 工作特性分析 |
| 4.3.6 输出特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 空间谐波磁控管实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁控管冷测实验 |
| 5.2.1 冷测系统介绍 |
| 5.2.2 谐振腔冷测 |
| 5.2.3 输出部件冷测 |
| 5.2.4 整管冷测 |
| 5.3 磁控管热测实验 |
| 5.3.1 热测系统介绍 |
| 5.3.2 工作特性 |
| 5.3.3 包络和频谱特性 |
| 5.3.4 测试结论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 冷阴极技术分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 自发射冷阴极技术分析 |
| 6.2.1 自发射冷阴极结构 |
| 6.2.2 自发射冷阴极理论分析 |
| 6.2.3 自发射冷阴极试验研究 |
| 6.3 辅助热阴极式冷阴极分析 |
| 6.3.1 辅助式冷阴极结构 |
| 6.3.2 辅助热阴极式冷阴极理论分析 |
| 6.3.3 辅助热阴极式冷阴极试验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 主要工作和总结 |
| 7.2 存在的问题 |
| 7.3 提高和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（8）具有等离激元增强的纳米结构电子发射特性及其机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光电子发射器件的研究与应用现状 |
| 1.2.1 光电子发射的概念及工作原理 |
| 1.2.2 光电子发射器件的应用现状 |
| 1.3 表面等离激元在增强光电子发射中的应用研究 |
| 1.3.1 表面等离激元的概念 |
| 1.3.2 表面等离激元的重要物理特性 |
| 1.3.3 表面等离激元在增强光电子发射中的研究 |
| 1.4 本论文的主要研究内容安排 |
| 第二章 周期性金属纳米结构应用于光电子发射的设计与制备研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于时域有限差分法的金纳米结构仿真设计 |
| 2.2.1 时域有限差分模拟方法的特点 |
| 2.2.2 周期性金纳米结构的衬底选择仿真设计 |
| 2.2.3 周期性金纳米结构的形状与尺寸优化设计 |
| 2.3 周期性金纳米结构的加工制备 |
| 2.3.1 ITO衬底的选择与表征分析 |
| 2.3.2 电子束曝光技术制备金纳米结构 |
| 2.3.3 聚焦离子束刻蚀技术制备金纳米结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于光调制扫描隧道显微镜和真空光电测试系统的金纳米结构发射特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于光调制扫描隧道显微镜的金纳米结构光电子发射实验研究 |
| 3.2.1 扫描隧道显微镜的简介 |
| 3.2.2 光调制扫描隧道显微镜的电子发射特性测试 |
| 3.3 金纳米结构在飞秒脉冲激光照射下的实验研究 |
| 3.3.1 大面积金纳米颗粒的制备与表征分析 |
| 3.3.2 测试系统的搭建与阴极样品真空封装 |
| 3.3.3 金纳米颗粒样品在飞秒激光照射下的光电子发射特性分析 |
| 3.3.4 金纳米颗粒样品的表面等离激元增强效应与量子效率和响应特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 金纳米结构与铯表面修饰的光电子发射及其束流特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 金纳米结构的制备与表征分析 |
| 4.3 基于THz-FEL电子枪的电子束加载测试 |
| 4.3.1 THz-FEL电子枪测试装置简介 |
| 4.3.2 金纳米颗粒样品的光电子发射初步测试 |
| 4.3.3 铯原子薄膜的表面修饰与光电子发射特性测试 |
| 4.4 金颗粒/铯薄膜复合纳米结构阴极的热发射度测量 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 碳纳米管与金纳米颗粒复合结构的光电子发射特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 碳纳米管的物理特性及实验制备 |
| 5.2.1 碳纳米管的结构与物理特性 |
| 5.2.2 碳纳米管的实验制备 |
| 5.3 金纳米颗粒的修饰与阴极样品真空封装 |
| 5.3.1 金纳米颗粒修饰碳纳米管 |
| 5.3.2 阴极样品真空封装与测试装置 |
| 5.4 碳纳米管与金纳米颗粒复合结构的光电子发射特性测试与分析 |
| 5.4.1 普通连续激光照射辅助的场发射特性研究 |
| 5.4.2 飞秒脉冲激光照射下的发射特性研究 |
| 5.4.3 表面等离激元增强电子发射的机理解释 |
| 5.4.4 光电子发射的量子效率与响应特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 研究内容总结 |
| 6.2 进一步研究的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）太阳能热电子发电的实验与理论基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 术语表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 典型太阳能发电技术 |
| 1.2.1 光伏 |
| 1.2.2 光热 |
| 1.3 新型太阳能发电技术 |
| 1.3.1 光→电转换技术 |
| 1.3.2 热→电转换技术 |
| 1.4 太阳能热电子发电技术 |
| 1.4.1 太阳能热电子发电 |
| 1.4.2 光子增强热电子发电 |
| 1.4.3 太阳能热电子发电系统 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 热电子发射机理试验系统设计 |
| 2.1 系统整体介绍 |
| 2.2 真空机械系统 |
| 2.2.1 五轴调控台的设计 |
| 2.2.2 铯蒸气的发生 |
| 2.3 电信号监测单元 |
| 3 热电子发射及输运特性研究 |
| 3.1 热电子产生理论 |
| 3.2 热电子发射及输运理论 |
| 3.3 纯金属的热电子发射 |
| 3.4 铯蒸气热电子发射研究 |
| 3.4.1 极间距的影响 |
| 3.4.2 阴极温度的影响 |
| 3.5 光致激发热电子发射 |
| 3.5.1 光强的影响 |
| 3.5.2 光谱的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 热电子能量输出特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热电子钡钨阴极 |
| 4.3 热电子能量输出特性 |
| 4.3.1 阴极温度 |
| 4.3.2 阴阳极间距 |
| 4.4 能量及效率分析 |
| 4.5 钡-铯耦合作用 |
| 4.6 本章小节 |
| 5 光子增强热电子发射特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光子增强热电子发射理论 |
| 5.3 光子增强热电子发射阴极制备 |
| 5.3.1 阴极的设计与制备 |
| 5.3.2 非晶硅阴极的光学性能 |
| 5.4 光子增强热电子发射特性试验 |
| 5.4.1 实验装置 |
| 5.4.2 光子增强热电子发射特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 热电子发电的热力学分析 |
| 6.1 热力学模型 |
| 6.1.1 能量平衡 |
| 6.1.2 (火用)平衡 |
| 6.1.3 熵平衡 |
| 6.2 太阳能热电子发电性能分析 |
| 6.2.1 能和?评估 |
| 6.2.2 系统变量的影响 |
| 6.3 TE 与 PETE 的比较 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 太阳能热电子联合循环系统分析 |
| 7.1 系统构建 |
| 7.2 性能预测 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 全文总结及工作展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 本文主要创新点 |
| 8.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（10）光子增强热电子发射特性与分析模型（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 太阳能发电技术 |
| 1.1.1 光伏发电技术 |
| 1.1.2 光热发电技术 |
| 1.1.3 光伏/热复合发电技术 |
| 1.2 光子增强热电子发射(PETE)研究背景及研究进展 |
| 1.2.1 PETE研究背景及意义 |
| 1.2.2 国内外相关研究进展 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 PETE发射机理研究 |
| 2.1 PETE发射机理 |
| 2.2 PETE发射理论模型 |
| 2.2.1 阴极饱和发射电流 |
| 2.2.2 输出功率与转换效率 |
| 2.3 PETE发射特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3PETE性能测试系统搭建与实验 |
| 3.1 真空腔体设计 |
| 3.2 测试系统搭建 |
| 3.2.1 阴极材料的选择与制备 |
| 3.2.2 真空系统 |
| 3.2.3 光源系统 |
| 3.2.4 参数测试系统 |
| 3.2.5 系统搭建 |
| 3.3 系统性能测试实验及结果分析 |
| 3.3.1 光照和温度对PETE发射特性的影响 |
| 3.3.2 极板间距对PETE发射特性的影响 |
| 3.3.3 不同波长对PETE发射特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 空间电荷效应对PETE发射特性的影响 |
| 4.1 空间电荷理论 |
| 4.2 极板间静电势能分布 |
| 4.2.1 饱和发射区域 |
| 4.2.2 临界发射区域 |
| 4.2.3 空间电荷区域 |
| 4.2.4 数值计算与分析 |
| 4.3 阴极能量流动平衡模型 |
| 4.4 转换效率与性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
四、金属钼阴极发射特性的实验研究（论文参考文献）
- [1]旋转滑动弧降解典型垃圾气化焦油组分及阴极斑点形成机制的实验研究[D]. 孔相植. 浙江大学, 2021(02)
- [2]光子增强热电子发射的热力学分析及优化[D]. 王国轩. 浙江大学, 2021(09)
- [3]碳纳米管冷阴极电子枪电子光学设计研究[D]. 吴量. 东南大学, 2020(01)
- [4]磷酸系刻蚀液对Cu/Mo薄膜刻蚀性能的基础研究[D]. 刘志彪. 浙江工业大学, 2020(08)
- [5]空间X射线通信关键技术研究[D]. 李瑶. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)
- [6]二次电子倍增抑制及增强的理论与数值模拟研究[D]. 董烨. 西南交通大学, 2019(03)
- [7]W波段空间谐波磁控管研究[D]. 黎深根. 中国电子科技集团公司电子科学研究院, 2019(03)
- [8]具有等离激元增强的纳米结构电子发射特性及其机理研究[D]. 齐志央. 东南大学, 2019(03)
- [9]太阳能热电子发电的实验与理论基础研究[D]. 郑光华. 浙江大学, 2019(06)
- [10]光子增强热电子发射特性与分析模型[D]. 车浩铭. 浙江大学, 2019(06)