论文翻译 甘氨酸硫酸盐铁电晶体表面电子发射

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1、西安工程大学本科毕业论文甘氨酸硫酸盐铁电晶体表面电子发射V.D.Kugel,a）G.Rosenman,andD.ShurTel-AvivUniversity,FacultyofEngineering,DepartmentofElectricalEngineering-PhysicalElectronics,Tel-Aviv69978,israelYa.E.KrasikPhysicsDepartment,WeizmannInstituteofScience,Rehovot76100,Israel实验结果表明，从甘氨酸硫酸盐铁电晶体阴极发射出的电子脉冲强度可以达到129uC/cm2。这种

2、电荷的测量值大大超过自发极化。Ps=2.8uC/cm2，一个双极性电压被发现促进这种电子发射现象的出现。它提出发射电流源是等离子体未完成的表面放电现象所造成的。这种等离子体开始是在金属真空电介质的三重点由利用极化刺激的场致电子发射和电子发射切换。Ⅰ.引言任何的改变自发极化单畴铁电干扰电荷平衡在界限和筛选电荷存在于热平衡态。静电电荷过多的出现可能会以两种截然不同的方式发生。第一种类型是在外部流动的电流既在沉积于铁电极性表面上的电极外部短路通过又在晶格内部通过。第二种类型的弛豫过程是铁电体的电子发射（FEE）来自于铁电体真空的自由表面。1其中一个产生（FEE）的方法是自发的两极分化的交换

3、。2,3电流的可视化使得有可能想象这种基本交换过程如原子核的新领域和穿透壁垒。FEE的效果仅仅在一个铁电体相阶段被观测到而且当晶体温度超过居里点时会消失。1转换过程的电视模拟展示了FEE是由铁电体表面根据极化逆转所产生的静电场引起的。对于Gd2(MnO4)3晶体低导电-铁电-铁弹性转换的研究表明FEE电流足够大遮蔽出现退极化场。测得的三甘氨酸硫酸盐（TGS）晶体FEE电流达到10-7A/cm2。5估计显示研究的全部晶体所发射的电荷可以达到数百毫微库伦但是永远不超过Ps的值。近年来进行了很多创造功能强大的铁电体阴极的工作。6-11在欧洲核子研究中心脉冲PLZT（锆酸镧铅钛酸）阴极已经被

4、开发出来。6，7电子电流密度高达100A/cm2而且发射电流的值达到1.5uC/cm2。这些结果已经被其他学者确认。9,1010西安工程大学本科毕业论文有人提出存在这种快速极化逆转被铁电陶瓷的高压应用诱导。在所有的实验记录中发射出的电荷不超过PLZT陶瓷自发极化的几个百分点的值。然而，不论所研究的铁电材料在实验条件下所发射出的电荷总是比Ps要小。有人提出发射的电流与使用铁电性质的陶瓷有关。7然而，一些结果表明这种电子发射在居里点以上也被观测到。11因此，现代的实验和理论数据不能明白的解释发射的微观机制和被发射的电子重复再生的微观机制。应该说电介质阴极已经被了解几乎30年了。12-14

5、在十亿分之一秒的时间尺度内从钛酸钡陶瓷获得的脉冲电子发射电流达到103-104A/cm2的高密度。13，14这些阴极被依次用作加速器的电子源。这些工作的研究者们提出电子发射源是在电解质表面上未完成的表面放电产生的等离子体。放电参数利用电生理探头和光学光谱诊断进行了研究。15-20这种等离子体包括从吸附原子中脱离出来的离子和所用介电材料的离子以及阴极表面。值得注意的是一种强大的电子发射在施加电压的两极被观察到（0.4-4kV）.15,16在最近的工作中微放电已被证明是在三重点开始的：金属—真空—钛酸钡。21它已经被提出铁电阴极的电子发射是由在遵循表面闪络的形成的三重点的爆炸式发射引起的

6、。正如所知，BaTiO3是一种强铁电材料，而且用在这些实验中的高电应力会导致极化转换。然而，这些工作的作者没有提起可能发生的任何极化转换。在这项工作中我们在极化转换和电子发射的同步研究中呈现出了新的实验结果。10西安工程大学本科毕业论文图1.实验装置的电路图示意Ⅱ.实验方法TGS极Y-切割用于矩形形状的板。被Sawyer-Tower电路测量的自发极化值Ps和矫顽电场Ec分别如下：Ps=2.8uC/cm2，Ec=400V/cm。实验装置如图1所示。一个TGS样品被安装在一个铜制把手上。样品的一个极表面镀了一层银金属膜。一个金属格栅被压紧在了晶体的自由表面。铜（3um厚）镍（5um厚，）

7、而且不锈钢网格（50um厚）也被使用了。阴极高电压脉冲Vhv，波幅高达1.5kV，来自被用于固体银接触点和穿过电阻器R*的金属网格之间晶体管开关。通过装置的机械开关S1这个负电压适用于金属网格或者背面的固体电极之一。这使得它可以在双极性模式操作时应力连续的施加到金属网格，然后，大约1s，和后部接触。高压开关的脉冲持续时间在20us-2ms的范围内，开关的内部电阻是10欧姆。开关的导通时间不超过3us。施加到集电极的直流电压在﹣1000—+1000V的范围内