微间距气压对场致发射影响的分析与计算

摘要：

为研究微米间隙中气体的击穿特性,在3～100 μm间隙距离中进行1～100 kPa可变气压的放电试验.试验发现10 μm以下间距击穿电压曲线偏离巴申曲线,固定间距只改变压强时,击穿电压随气压的变化与较长间隙不同,3～5 μm间距的击穿电压会随气压升高而降低.通过求解阴极附近离子数密度公式,发现微间距条件下阴极附近有较高的离子数密度,离子数密度会随气压的升高而增加,随间距增大而减小.离子数密度越高,在阴极表面附近形成离子附加电场就越强,与外电场耦合后促进场致发射,击穿会更易发生.计算了离子增强场效应系数γ',并将其与Townsend二次发射系数γ 对比,发现离子增强场效应对 5 μm以下的间隙放电影响最强烈,随间距的增加其影响逐渐减弱,10 μm后击穿过程可用Townsend理论来解释.

关键词：微米尺度、气体放电、离子增强场效应、场致发射、巴申曲线

所属期刊栏目：18

分类号：TN136(真空电子技术)

资助基金：国家自然科学基金U1804143

在线出版日期：2023-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：251-257