Моделирование влияния температуры на эмиссионные свойства катода с тонкой диэлектрической пленкой в тлеющем газовом разряде и вольт-амперную характеристику разряда

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2023. № 1. С. 92–98.

Бондаренко Г. Г., Кристя В. И., Фишер М. Р.

Сформулирована модель тлеющего газового разряда при наличии на катоде тонкой диэлектриче-
ской пленки. В ней принимается во внимание, что при протекании разрядного тока вследствие бом-
бардировки катода ионами на пленке накапливаются положительные заряды, создающие в ней
сильное электрическое поле. В результате начинается полевая эмиссия электронов из металличе-
ской подложки катода в диэлектрик, которая при повышении его температуры переходит в термо-
полевую эмиссию. Электроны двигаются в пленке, ускоряясь электрическим полем и тормозясь
при столкновениях с фононами, и часть из них выходит из пленки в разряд, увеличивая эффектив-
ный коэффициент ионно-электронной эмиссии катода. Напряженность электрического поля в
пленке находится из условия равенства плотности разрядного тока и плотности эмиссионного тока
из подложки катода в пленку. Рассчитаны зависимости эмиссионной эффективности пленки, эф-
фективного коэффициента ионно-электронной эмиссии катода и характеристик разряда от темпе-
ратуры катода. Показано, что уже при температуре, превышающей комнатную на несколько сотен
градусов, термическое усиление полевой электронной эмиссии из металлической подложки в плен-
ку может оказывать заметное влияние на эмиссионные свойства катода и вольт-амперную характе-
ристику разряда.

Ключевые слова: cathode, emission properties, эмиссионные свойства, катод, glow gas discharge, тлеющий газовый разряд