热阴极逸出功分布特征对束流发射度一致性的影响

【作者】 彭宇飞； 陈弹蛋； 秦臻； 李天涛； 向军； 刘平； 赵伟； 陈欣； 杨洁； 黄刚； 李建北； 龙继东； 石金水；

【机构】 中国工程物理研究院流体物理研究所；

【摘要】 本文介绍了非均匀发射阴极的均方根本征发射度的理论形式,并分析了逸出功非均匀分布对束流发射度一致性的影响。首先,基于理论结果和有限差分法粒子仿真程序YY-PICMC分析了逸出功二维余弦分布模型,结果表明阴极微区空间频数对均方根发射度涨落有显著影响,当空间频数趋于无限大时,发射度增长系数趋于1,即逸出功均匀的情形。在此基础上,分析了接近真实阴极表面状态的二维逸出功随机分布模型,仿真结果表明随着空间频数增加,发射度增长系数统计方差逐渐减小,与余弦模型结果相符。随后,针对逸出功幅度和微区尺寸分散性进行了统计分析,结果表明随着表面逸出功幅度和微区尺寸方差的增加,发射度增长系数的方差也逐渐增加。本文结果表明,逸出功微区尺寸越大、尺寸分布方差越大或者幅度方差越大,阴极初始发射度的涨落也就越大,导致同批次器件性能分散性越大;此外,随着器件的长时间使用,表面逸出功分布特征不断演变,发射度的一致性也会显著变化。更多还原