Матричные автоэмиссионные катоды из монолитных углеродных материалов для приборов вакуумной электроники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.02, кандидат технических наук Бурцев, Антон Александрович

• Бурцев, Антон Александрович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бурцев, Антон Александрович

Введение 5

1. Обзор современного состояния проблемы изготовления автоэмиссионных источников электронов для вакуумной сверхвысокочастотной электроники

1.1 Технологические особенности создания автоэмиссионных источников электронов. Многослойные пленочные технологии. 12

1.2 Многоострийные автоэмиссионные структуры на основе монолитного углеродного материала 26

1.3 Современные конструкции автоэмиссионных диодных и триодных структур электронных пушек для вакуумных приборов эмиссионной электроники 29-36 Выводы

2 Технология получения автоэмиссионных углеродных многоострийных матриц на основе монолитного стеклоуглерода

2.1 Структура и физико-механические свойства стеклоуглерода 37

2.2 Технологический маршрут изготовления многоострийной матричной монолитной структуры из стеклоуглерода 42

2.3 Оптимизация режимов плазмохимического микрозаострения поверхности микроострийной монолитной структуры стеклоуглерода с различной плотностью упаковки в низкотемпературной кислородной плазме ВЧ разряда 53

2.4 Исследование поверхности микроострийной структуры 58из стеклоуглерода с помощью сканирующей туннельной и растровой электронной микроскопии

2.5 Изготовление конструкции дисковых многоострийных автоэмиссионных катодов 60

Выводы 62 3 Экспериментальные исследования эмиссионных свойств многоострийных автоэмиссионных катодов на основе монолитного углеродного материала

3.1 Методика экспериментальных исследований В АХ катодов с многоострийной матричной структурой из стеклоуглерода 63

3.2 Экспериментальные исследования В АХ вакуумных автоэмиссионных микродиодов с многоострийной структурой из стеклоуглерода при изменении величины межэлектродного зазора 66-70 3.2.1 Экспериментальное исследование дисковых МАЭК, в составе 19-лучевой диодной электронной пушки

3.3 Расчет эффективной площади эмиссии для многоострийной структуры из стеклоуглерода 72

3.4 Экспериментально-расчетная методика оценки величины работы выхода электронов для материала МАЭК 78

3.5 Исследование флуктуаций и долговременной стабильности МАЭК 88

Выводы

4. Расчет и конструирование диодных и триодных структур электронных пушек ЛБВ с МАЭК

4.1 Обоснование выбора формы эмитирующей поверхности автоэмиссионного катода 91

4.2 3 D моделирование автоэмиссионных электронных пушек 94

4.3 Расчет многолучевой электронной пушки на основе монолитного МАЭК в однородном магнитном поле и разработка ее конструкции 98-104 4.3.1 Анализ эмиссионных свойств АЭК с нерегулярной плотностью упаковки микроструктуры 106

4.4 Расчет автоэмиссионных электронных пушек с криволинейной оптикой 108 4.4.1 Расчет электронной пушки со сферическим АЭК 108-110 4.4.2. Расчет автоэмиссионной электронной пушки с компрессией пучка 110

4.5 Расчет магнетронно-инжекторной автоэмиссионной электронной пушки и разработка ее конструкции 111-114 Выводы 114 Заключение 115-116 Список использованных источников 117-126 Приложения

Акт внедрения результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Матричные автоэмиссионные катоды из монолитных углеродных материалов для приборов вакуумной электроники»

В настоящее время для создания систем формирования мощных электронных потоков в устройствах вакуумной СВЧ электроники наибольший интерес представляет использование катодов на основе автоэлектронной эмиссии из углеродных микро- и наноструктур. Активно ведутся работы по разработке автоэмиссионных катодов (АЭК), конструкций катодно-сеточных узлов (КСУ) и электронных пушек для новейших электровакуумных приборов и устройств, исследуются их эмиссионные свойства. Преимущества применения АЭК в отличие от традиционных термокатодов, очевидны и хорошо известны. К их числу относятся: высокая плотность тока автоэмиссии, отсутствие подогрева, безынерционность, экспоненциально высокая крутизна вольт-амперной характеристики, малая чувствительность к внешней радиации и пр. Благодаря применению электронно-оптической системы с автоэмиссионным источником электронов позволит выходить в рабочий режим прибору за несколько микросекунд и создавать новейшие миниатюрные вакуумные приборы терагерцового диапазона, что невозможно, применяя традиционные катоды.

Основная/ трудность в создании стабильных АЭК состоит в технологических особенностях применяемых материалов и сложностях получения геометрически воспроизводимых многоострийной катодных и катодно-сеточных структур. Работа автоэлектронного катода в электровакуумном приборе сопровождается ионной бомбардировкой его поверхности, воздействием пондемоторных нагрузок, адсорбцией и десорбцией ионов и молекул остаточных газов, поверхностной миграцией атомов и т.п. В зависимости от конкретной конструкции и режима эксплуатации автоэмиссионного катода, перечисленные процессы, по отдельности или в некоторой совокупности, приводят к ряду эффектов, изменяющих режим работы автоэмиссионных катодов. К этим эффектам относятся: распыление материала эмиттера, изменение количества и расположения микровыступов, и изменение работы выхода электронов, разогрев катода и механические напряжения. Поэтому в настоящее время АЭК имеют ограниченное применение - в сверхвысоковакуумных и слаботочных системах, в которых невелико вредное воздействие газовой среды и бомбардировки ионами остаточного газа.

Основные достижения, сделанные в направлении решения проблем автоэмиссии, является совершенствование электровакуумной технологии на основе достижений твердотельной микро- и наноэлектроники и переход к приборам со сверхмалыми размерами, в которых межэлектродные расстояния имеют величину порядка нескольких микрометров, а радиус кривизны эмитирующего острия или лезвия составляет 50-100 нм. Важность исследований автоэлектронной эмиссии различных материалов определена, с одной стороны, необходимостью практической разработки стабильных автоэлектронных катодов как элементов СВЧ приборов и ускорителей, а, с другой стороны, фундаментальными физическими проблемами, связанными с установлением закономерностей автоэлектронной эмиссии таких материалов.

Особое место средшразличных АЭК занимают матричные-многоострийные автоэмиссионные катоды из стеклоуглерода, отличающиеся монолитностью эмиссионной структуры, высокой, стабильностью в режиме автоэмиссии в сильных электрических полях, наряду с пониженной адсорбцией остаточных газов по сравнению с металлами, долговечностью при токоотборе со средней плотностью тока на катоде 10-400 А/см , воспроизводимостью катодных структур. Это обуславливает перспективность их использования в конструкциях электронно-оптических систем ЭВП.

Более сорока лет назад в США были начаты работы по созданию матричных автоэмиссионных катодов, получивших в результате наименование катодов Спиндта. Впоследствии появилось множество публикаций по разработке и конструированию различного типа АЭК и КСУ, построенных на принципах конструкции Спиндта, которые продолжаются и сегодня.

Существенный вклад в развитие физики и технологии автоэмиссионных источников электронов также российские ученые Бондаренко Б.В, Шешин Е.П., Рахимов А.Т., Гуляев Ю.В., Синицын Н.И., Григорьев Ю.А., Торгашов Г.В., Горфинкель Б.И., Фурсей Г.Н. и др.

Появление новых пленочных углеродных наноструктурных материалов открывает пути их использования в качестве автоэмиссионных источников электронов. Тем не менее, использованию монолитных АЭК из стеклоуглерода и других материалов в мощных приборах вакуумной СВЧ настоящее время можно считать актуальной задачей эмиссионной электроники.

В силу недостаточности теоретического, технологического и экспериментального исследования особенностей изготовления и работы АЭК в вакуумных СВЧ приборах была сформулирована цель данной работы.

Цель работы: разработка современной технологии изготовления монолитных стеклоуглеродных матричных многоострийных структур для АЭК, исследование их эмиссионных характеристик и разработка конструкций электронных пушек для эффективных СВЧ приборов с микросекундным временем готовности.

Для достижения поставленной* цели были решены следующие научно-технические задачи:

• проанализированы и выбраны обоснованные технологические операции получения микроразмерных матричных структур из стеклоуглерода с упаковкой 10б-107см"2;

• проведена отработка процесса группового плазмохимического микрозаострения цилиндрических выступов в низкотемпературной кислородной плазме для получения ЗБ поверхности матричной многоострийной автоэмиссионной микроструктуры из стеклоуглеродных конических острий с периодом структуры 10-5 мкм;

• исследованы структурные и эмиссионные свойства матричного автоэмиссионного катода из стеклоуглерода;

• разработаны конструкции экспериментальных диодных макетов АЭК и исследовано влияние межэлектродного зазора на его вольтамперные характеристики;

• разработана экспериментально-расчетная методика оценки величины работы выхода углеродных материалов, применяемых для АЭК;

• проведено компьютерное моделирование формирования электронных потоков в электронных пушках с матричными АЭК;

• разработаны конструкции экспериментальных образцов АЭК для электровакуумных приборов сверхвысокочастотной электроники с микросекундным временем готовности.

Методы и средства исследований. При выполнении работы использованы современные методы экспериментального анализа с применением принципов вакуумной микроэлектроники, электронной оптики, а также современные средства компьютерного моделирования.

Достоверность полученных результатов подтверждается воспроизводимостью результатов, полученных в ходе экспериментальных исследований, а также апробацией; результатов работы на опытных образцах АЭК и их соответствием фундаментальным законам автоэмиссии. Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Предложена и реализована технология группового микро-, наноразмерного заострения путем воздействия низкотемпературной плазмой ВЧ разряда (/=13,56 МГц) в кислородной среде на монолитную углеродную структуру из многоэлементной системы цилиндрических микроразмерных выступов с плотностью упаковки Л^ЮМО7) см"2 при температуре нагрева 50-60°С и давлении 66-70 Па, обеспечивающая формирование многоострийной матричной углеродной структуры с наноразмерным рельефом вершин.

2. Автоэлектронная эмиссия многоострийных стеклоуглеродных матриц в микродиодах сопровождается ростом автоэмиссионного тока на 3-4 порядка при увеличении межэлектродного зазора и при сохранении постоянной средней напряженности электростатического поля, что связано с нелинейными изменениями в распределении электростатического поля вблизи поверхности АЭК.

3. Экспериментально установлено, что автоэмиссионный ток в диоде с многоострийным матричным катодом из стеклоуглерода при изменении температуры окружающей среды в интервале от 20°С до 500°С существенно возрастает, что является следствием уменьшения величины работы выхода материала многоострийного матричного автоэмиссионного катода.

4. На основе применения компьютерного траекторного анализа формируемых электронных потоков предложены конструкции автоэмиссионных электронных пушек с анодной модуляцией и с низковольтным сеточным управлением и магнитным сопровождением, позволяющие осуществлять проектирование и разработку вакуумных приборов СВЧ на основе АЭК с микросекундным временем готовности ( 1<10"5 с).

Научная новизна работы:

• впервые предложен усовершенствованный технологический маршрут получения- многоострийных автоэмиссионных микро- наноструктурных матричных катодов из монолитных углеродных материалов? на примере стеклоуглерода СУ-2000, включающий'термохимическую микроразмерную ЗО обработку поверхности углеродных пластин в среде водорода, плазмохимическое групповое микро-, нанозаострение эмиссионных центров в сочетании с технологией прецизионной фотолитографии с возможностью

Г о ъ реализации плотности упаковки острий 10 -10 ) см" ;

• получены матричные многоострийные автоэмиссионные катоды из монолитного стеклоуглерода СУ-2000 с плотностью упаковки Ы-(106-4-10б)см"2, с наноразмерным рельефом на вершинах острий, обеспечивающие получение плотности тока АЭК более 1 А/см";

• теоретически и экспериментально показано, что при увеличении межэлектродного зазора в диоде до значений ¿/=2,5 /ц (7^-период микроструктуры) наблюдается значительный рост автоэмиссионного тока при постоянной средней напряженности электрического поля; при этом имеет место увеличение эффективной площади эмиссии и соответственно уменьшается плотность тока в эмиссионных центрах, что указывает на возможность долговременной работы АЭК;

• предложена и реализована экспериментально-расчетная методика оценки величины работы выхода материалов АЭК, в том числе для наноструктурированных углеродных материалов; по данной методике проведена оценка величины работы выхода материала одностенной углеродной нанотрубки с учетом ее геометрии и экспериментальным ВАХ, которая составила 4,89±0,1 эВ;

• проведено 3D компьютерное моделирование автоэмиссионных электронных пушек, формирующих многолучевые электронные пучки в неоднородных магнитных полях и предложены новые конструкции: многолучевой электронной пушки с монолитным, углеродным многоострийным АЭК, многолучевой^ электронной пушки с криволинейной оптикой со сферическим АЭК с пленочной- углеродной наноструктурой, и магнетронно-инжекторной - пушки.

Практическая значимость.

Результаты работы могут быть использованы при разработке современных и перспективных СВЧ электровакуумных приборов. Технология изготовления матричных многоострийных АЭК прошла апробацию на ФГУП «НЛП «Алмаз», конструкции электронных пушек на основе АЭК могут быть использованы в электронно-оптических системах в качестве базовых конструкций в ЛЕВ сантиметрового диапазона и многолучевых клистронах. Полученные экспериментальные результаты и методики, а также численные модели позволят разработать ЭВП СВЧ с микросекундным временем готовности.

Материалы исследований внедрены в учебный процесс при подготовке инженеров-специалистов на кафедрах "Электронное машиностроение и сварка" и "Электронные приборы и устройства" СГТУ.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на: научно-практической конференции, посвященной 50-летию ФГУП «Н1111 «Алмаз» «Электронные приборы и устройства СВЧ» (Саратов, 2007); научно-практической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП» (Саратов, 2008, 2010); научно-технической конференции «Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства. Технология. Материалы» (Саратов, 2009); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновации и актуальные проблемы техники и технологий» (Саратов, 2009), а также на школе-семинаре "Наноструктуры, модели, анализ и управление" МИЭМ (Москва, 2008).

Публикации. По теме диссертации .опубликовано 11 работ (4 статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ- 7 статей в научных сборниках).

Личный вклад автора заключается, в, постановке цели и задач исследований;, проведении численных расчетов, необходимых: для интерпретации полученных экспериментальных,, данных. Автор является исполнителем представленных экспериментальных исследований; Обсуждение полученных теоретических и экспериментальных результатов проводилось, совместно с соавторами научных статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 113 наименований и приложения. Диссертация изложена на 126 листах машинописного текста, содержит 49 рисунков и 10 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Вакуумная и плазменная электроника», Бурцев, Антон Александрович

Выводы

Проведено ЗБ компьютерное моделирование электронных пушек, формирующих протяженные электронные потоки для СВЧ приборов нескольких типов с учетом экспериментальных данных о геометрии и эмиссионных параметрах используемых или проектируемых для них автоэмиссионных катодных структур. Показано, что в отсутствии приемлемой по точности инженерной методики расчета автоэмиссионных характеристик микро- наноострийных катодных структур остается единственный^ экспериментально-расчетный путь проектирования новых электровакуумных СВЧ приборов. Исходные геометрические данные и экспериментальные сведения об автоэмиссионном токе, распределении электронов по скоростям сегодня можно достоверно получить только с помощью экспериментов и высокоточных измерений.

Разработаны новые конструкции многолучевой электронной пушки с монолитным, углеродным многоострийным АЭК, многолучевой электронной пушки с криволинейной оптикой со сферическим АЭК с пленочной углеродной наноструктурой и магнетронно-инжекторной пушки с плотностью тока более 10 А/см2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных расчетов и экспериментальных исследований решена актуальная научно-техническая^ задача по созданию современной технологии изготовления матричных многоострийных автоэмиссионных катодов с высокой плотностью тока, выращенных из монолитных углеродных материалов и разработке конструкций электронных пушек на их основе, обеспечивающих создание эффективных приборов вакуумной сверхвысокочастотной электроники с микросекундным временем готовности.

1. Усовершенствована технология микроразмерной обработки монолитных стеклоуглеродных пластин с образованием многоострийной матричной автоэмиссионной' структуры с наноразмерным рельефом на вершинах микроострий. Разработан процесс группового объемного микро-нанозаострения. углеродного материала в низкотемпературной плазме ВЧ разряда в кислородной среде. Получены матричные многоострийные углеродные структуры с плотностью упаковки ]У=(10б-Н07)см"2.

2. Проведеш анализ- и- показано, что в автоэмиссионных микродиодах на основе многоострийных монолитных стеклоуглеродных катодов наблюдается 4 существенный^ рост величины • автоэмиссионного тока при-' увеличении* межэлектродного зазора и сохранении при-этом: неизменной величины средней1 напряженности электростатического поля.

3. В микродиодах при величинах микрозазора ¿/<2',5/ц не выполняется закон подобия для напряжения и тока и возникают трудности с расчетом ВАХ таких микровакуумных диодов. При, ¿£>2,5распределение электростатического поляна многоострийной поверхности микро- нанорельефа МАЭК слабо зависит от ¿/ и полностью определяется микро - нанорельефом поверхности катода.

4. Предложена экспериментально-расчетная' методика количественной оценки работы выхода, применимая и для других автоэмиссионных материалов, в том числе- для тугоплавких металлов- и сплавов. Используя экспериментальные прямые Фаулера-Нордгейма, показано, что при повышении температуры автоэмиссионной многоострийной катодной структуры из стеклоуглерода СУ-2000 до 500°С имеет место уменьшение работы выхода материала МАЭК.

5. В соответствии с геометрическими параметрами и экспериментальными ВАХ по экспериментально-расчетной методике определена величина работы выхода для индивидуальной углеродной нанотрубки, которая составила 4,89±0,1 эВ.

6. Проведено ЗБ компьютерное моделирование электронных пушек: многолучевой электронной пушки с монолитным, углеродным многоострийным АЭК, многолучевой электронной пушки с криволинейной оптикой со сферическим АЭК с пленочной углеродной наноструктурой и магнетронно-инжекторной пушки с учетом экспериментальных данных о геометрии и эмиссионных параметрах используемых или проектируемых для них автоэмиссионных катодных структур. Разработаны конструкции катодно-сеточных узлов и электронных пушек с автоэмиссионными катодами с плотность тока более 10 А/см .

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бурцев, Антон Александрович, 2011 год

1. Carbon nanotubes: science and applications / edited by M. Meyyappan /CRC PRESS Boca Raton London New York Washington, D.C. 2005 279 p.

2. Fursey, G. Field emission in vacuum microelectronics Kluwer Academic / Plenum Publishers 2003, 205 p

3. Ненакаливаемые катоды. Под ред. М.И. Елинсона. М., "Сов. радио" -336 с.

4. Модинос А. Авто-, термо- и вторично-электронная эмиссионная спектроскопия М., Наука, 1990 - 320 с.

5. Григорьев Ю.А. Матричные углеродные автоэмиссионные катоды -экспериментальные результаты и перспективы применения в приборах СВЧ// 10-я Зимняя школа-семинар. кн.1(Н), Саратов, 1996. С. 143-156.

6. SpindtG.A. A thin-film field-emission cathode // J. Appl. Phys. 1968. V.39. No.6. P.3504-3505.

7. Spindt G.A., Brodie I., Hemphey L., Westerberg E.R. // J. Appl. Phys. 1976. V.47. No. 12. P.5248-5263.

8. Spindt G.A., Holland G.A., Stowele R.D. // Appl. Surt. Sci. 1983. V.16. No.1-2. P.268-272.

9. Brodie I., Spindt G.A. Vacuum Microelectronics//Advances in Electronics and Electronic Physics.1992, Vol.83. P. 1-106.

10. Green R. F., Gray H.F. P-N junction controlled field emitter array cathode // US Patent №4 513308., Int. С1.Н01Ь29/06Арг.23,1985.

11. Lee R.A. Return of the vacuum valve // Electron and Wireless World, 1989.V.1639.

12. Harvey R.J., Lee R.A., Miller A.J., Wigmore J.K. Aspects of Field Emission from Silicon Diode Arrays // IEEE Trans. Elecrtron. Dev. 1991.V.38, № 10 P.2323-2328

13. Marcus R.B., Ravi T.S., Gmitter T., et al. Atomically Sharp Silicon and Metal Field Emitters // IEEE Trans. Electron. Dev. 1991. V.38 №10 P.2289-2293

14. Kitano M., Shimawaki H., Mimura H., Yokoo K. Emission Characteristics of Si-FEA with Junction FET // 10th International Vacuum Microelectronics Conference.- Kyongju, Korea. 1997.-P.38

15. Kanemaru S., Ozawa K., Hirano T., Itoh J. MOSFET-structured Si Field Emitter Tip // 10th International Vacuum Microelectronics Conference.- Kyongju, Korea. 1997.-P.34-3 7

16. Takemura H., Furutake N, Nisimura M, et al. A Fully-LSI-Process-Compatible Si Field Emitter Technology with High Controllability of Emitter Height and Sharpness // 9th International Vacuum Microelectronics Conference 1996, St. Petersburg. P.363-366.

17. Hug S.E., Huang M., Wilshaw P.R., et al. Fabrication of Gated Polycrystalline Silicon Field Emitters // 9th International Vacuum Microelectronics Conference 1996, St. Petersburg. P.367-369.

18. Lee H.J., Kang W.S., Yu G.B., et al. Emission characteristics of Silicon Field Emitter Arrays Fabricated by Spin-On-Glass Etch-back Process // 9th International Vacuum Microelectronics Conference 1996, St. Petersburg. P.380-383.

19. Chen X., Lu H., Bian H., et. al. Electron emission of silicon field emitter arrays coated with N-doped SrTi03 // Journal of Electroceramics 2006 V.16 №4 P.419-423.

20. C. Spindt, C. E. Holland, and P. R. Schwoebel A Reliable Improved Spindt Cathode Design for High Currents, IVEC 2010, pp.201-202.

21. Robertson J. Mechanism of electron field emission from diamond, diamond-like carbon, and nanostructured carbon // J. Vac. Sci. Technol. B17(2). -1999. P.659-665.

22. Ji H., Jin Z. S., at all. Field Emission characteristics of diamond films with different surface morphologies // Techn. Digest JVMC, USA. 1998. - P.248-249.

23. Wachter R., Cordery A., Proffitt S., Foord J. S. Influence of film deposition parameters on the field emission properties of diamond-like carbon films // Diamond and related materials. 1998.- V.7.- P.687-691.

24. Akkerman Z.L., Efstathiadis H., Smith F.W. Thermal stability of diamond-like carbon films // J. Appl. Phys. 1996. -V.80. -№5-P.3068-3075

25. Hoffman V., Weber A., Lohken T. Electron field emission of amorphous carbon films // Diamond and related materials. 1998.- V.7.-P.682-686.

26. Ding M.Q., Gruen D.M., Krass A.R., at all. Studies of field emission from bias-grown diamond thin films // J. Vac. Sci., Technol. 1999. - V.B17. - №2. -P.705-709.

27. Шешин Е.П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов —М.: МФТИ, 2001. 287с.

28. Baturin A.S., Eskin I.N., Trufanov A.I et al. Electron gun with field emission cathode of carbon fiber bundle // J. Vac. Sci. Technol. 2003. V. B21. №1. P. 354-357

29. Kroto H.W., Heath J.R., O'Brien S.C., Curl R.F., Smalley R.E. // Nature, 1985, V. 318, P. 162.

30. Iijima S. // Nature, 1991, V. 354, N. 6348, P. 56.

31. Iijima S., Ichihashi T. // Nature, 1993, V. 363, P. 603.

32. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. San Diego CA, // Science ofFullerenes and Carbon Nanotubes,. Academic Press, 1996.

33. Gulyaev Yu.V., Chernozatonskii L.A., Kosakovskaya Z.Ja et. al. // Tech. Digest 7th IVM Conf., Grenoble, France, July 4-7, 1994, Review "Le Vide, les Couches Misces" Supplement au N271 - Mars-Avril, (1994), P. 322.

34. Rinzler A.G., Hafner J.H., Nikolaev P., et al. // Science, 1995, V. 269, P.1550.37 de Heer W.A., Chatelain A., Ugarte D. // Science, 1995, V. 270, P.1179.

35. Collins P.G., Zettl A. // Phys. Rev. B, 1997, V. 55, N. 15, P. 9391.39 de Heer W.A., Bonard J.-M., Fauth K. et al H Adv. Mater., 1997, V. 9, N. 1,P. 87.

36. Kanemaru S., Itoh J. Fabrication and characterization of lateral field-emitter triodes // IEEE Trans, on ED. 1991, Vol. ED-38, N 10. P.2334-2336.

37. Saito Y., Uemura S. // Carbon, 2000, V. 30, P. 169.

38. Fan S., Chapline M.G., Franklin N.R. et al. // Science, 1999, V. 283, P.512.

39. Bai X.D. et al. // Appl. Phys. Lett., 2000, V. 76, P. 2624.

40. Bonard J.-M., Salvetat J.-P., Stockli T. et al. // Appl. Phys. A, 1999, V. 69, P. 245.

41. Fransen M.J., Damen E.P.N., Schiller C. et al. // Appl. Surf. Sei., 1996, V. 94/95, P. 107.46 de Heer W.A., Chatelain A., Ugarte D. // Science, 1995, V. 270, P.1179.

42. Lee Y.H., Kim S.G., Tomanek D. // Chem. Phys. Lett., 1997, V. 265, P.667.

43. Zhou O., Gao B., Bower C. et al. // Mol. Crys. and Liq. Crys., 2000, V. . 340, P. 541.

44. Zhu W., Bower C., Zhou O., et al. I I Appl. Phys. Lett., 1999, V. 75. N. 6, P. 873.

45. Nilsson L., Groening O., Emmenegger O. et al. // Appl. Phys. Lett., 2000, V. 76, N. 15, P. 2071.

46. Adessi Ch., Devel M. // Phys. Rev. B, 2000, V. 62, P. R13314.

47. Hamada N., Sawada S.-I., Oshyama A., Phys. Rev. Lett., 1992, V. 68, P.1579.

48. Saito Y., Uemura S., Carbon, 2000, V. 30, P. 169.

49. Wildoer J.W.G., Venema L.C., Rinzler A.G. et al. // Nature, 1998, V. 391, N. 6662, P. 59.

50. Odom T.W., Huang J.-L., Kim Ph., Lieber Ch.M. // Nature, 1998, V. 391, N. 6662, P. 62.

51. Treacy M.M.J., Ebbesen T.W., Gibson J.M. // Nature (London), 1996, V. 381, P. 678.

52. Falvo M.R., Clary G.J., Taylor R.M. et al. // Nature, 1997, V. 389, N. 6651, P. 582.

53. Wong E.W., Sheehan P.E., Lieber Ch.M. // Science, 1997, V. 277, P.1971.

54. Salvetat J.-P., Briggs G.A.D., Bonard J.-M. et al. // Phys. Rev. Lett., 1999, V. 82, N. 5, P. 944.

55. Yu M.-F., Lourie O., Dyer M.J. et al. //Science, 2000, V. 287, P. 637.

56. Ryabushkin S.L., Elmanov V.I., Sinitsyn N.I. et al. // Tech. Digest of 12-th International Vacuum Microelectronics Conf., Germany, 1999, P. 252

57. L. Lou et al. // Phys. Rev. B, 1995, V. 52, N. 3, P. 1429.

58. Abanshin N., Muchina E., Nikishin N. et al. // Proceedings of 4th of International Vacuum Electron Source Conf. 2002, Saratov, Russia, Suppl. 13.

59. Musatov A.L., Kiselev N.A., Zakharov D.N., et al.// Applied Surface Science, 2001, V. 183, N. 1-2, P. 111.

60. Kenneth В. К. Тео, Eric Minoux, Ludovic Hudanski и др. Microwave devices: Carbon nanotubes as cold cathodes //Nature, 2005, V. 437, P. 968

61. M.E. Read, W.G. Schwartz, M.J. Kremer и др. Carbon nanotube-based cathodes for microwave tubes// Proceedings of the 2001 Particle Accelerator Conference, 1026

62. Яфаров P.K. Получение наноалмазных композиционных материалов в плазме микроволнового газового разряда низкого давления // ЖТФ. 2006. Т. 76. Вып.1. С.42- 48.

63. Рахимов А.Т. Автоэмиссионные катоды на нанокристаллических углеродных и наноалмазных пленках // УФН. 2000 С.996-999.

64. Б.В. Бондаренко, В.Н. Ильин, К.В. Кузьмин и др. Эмиссионные характеристики автокатодов из пластин пирографита . Электронная техника. Серия Электроника СВЧ. Вып. 1(405) 1988, С.30-39.

65. Y.A. Grigoriev, A.I. Petrosyan, V.V. Penzyakov, et. al.//Technical digest of IVMC-96, St-Petersburg pp. 522-525.

66. Григорьев Ю.А., Васильковский.С.В., Шестеркин В.И., Ярцева З.А. А. с. 1738013. Заявл: 09.04.90г. Опубликовано 12.02.93г.

67. Э.А. Ильичев, В.Н. Никитин, Д.М. Мигунов и др. Каталитический рост наноструктур из углеродосодержащих подложек: свойства и модельные представления // Письма в ЖТФ. 2010. том 36. вып.4.

68. Сильноточный катод на основе нанотрубок (США, Северная Каролина) // IEEE Trans. Plasma Sci. 2004. 32. P.2152.

69. P. Legagneux, N. Le Sech, P. Guiset Carbon nanotube based cathodes for microwave amplifiers Proceedings of IVEC 2009, pp.80-81, 2009

70. Новости СВЧ-техники. 2007, №4, C.7-13.

71. С. Вартапетов, Э Ильичев, Р. Набиев и др. Эмиссионная электроника на основе нано- (микро-) структурированных углеродных материалов'//Наноиндустрия 5/2009. С. 12-18.

72. David R. Waley etc. 100 W Operation of a Cold Cathode TWT I I IEEE Transactions of Electrom Devices. Vol.56. No.5.2009.

73. A. Di Carlo, C. Paoloni, F. Brunetti, M.L. Terranova The European Project OPTHER for the development of a THz tube amplifier Proceedings of IVEC 2009, pp.100-101, 2009.

74. G. Ulisse, F. Brunetti, A. Carlo Electron Gun with Cold Cathode for THz Devices, IVEC 2010, pp.449-450.

75. Mering J., Maire J. // J. chim. phys. et de phys. Chim. boil. - 1960 V.57-№10 P.803-814.

76. Свойства конструкционных материалов на основе углерода. Нагорный В.Г., Котосонов A.C., Островский B.C. и др. Справочник. Под ред. В.П. Соседова, М- Металлургия, 1975. 336 с.

77. Э.Н. Мармер Углеграфитовые материалы. Справочник. М.-Металлургия, 1973. 135с.

78. Федоров В.Б., Шоршоров М.Х., Хакимова Д.К. Углерод и его взаимодействие с металлами. М.: Металлургия, 1978. 208 с.

79. Lersmacher R., Zudin Н., Kninneberg W. // Chem. Indust. Technik. -1970-V.42-P.659

80. Fitzer E.; Kegel B. // Carbon 1968-V.6-№4-P.433-446

81. Графитация и алмазообразование / Костиков В.И., Шипков H.H., Калашников Я.А. и др. -М. Металлургия, 1991 -224 с.

82. Григорьева A.C., Ботвин В.В., Шамаев П.П. О термохимическиъх методах обработки алмазов с новых позиций // Наука и техника в Якутии № 1, 2002 С. 3-5.

83. Григорьев Ю.А., Бурцев А.А, Шалаев П.Д.Фрактальные углеродные наноструктуры: технология получения и автоэмиссионные свойства//Аннотации лекций школы-семинара "Наноструктуры, модели, анализ и управление" МИЭМ. М. 2008 С. 12.

84. Brodie I., Spindt G.A. Vacuum Microelectronics//Advances in El. and El. Physics. 1992, Vol.83. P.l-106.

85. Григорьев Ю.А., Бурцев A.A, Шалаев П.Д, Пименов В.Г. Исследование автоэмиссионных микродиодов с изменяющимся зазором// Нано-микросистемная техника. 2008. №7. С.47-52.

86. A.A. Бурцев, Ю.А. Григорьев, JI.C. Плешкова, П.Д. Шалаев Плазмохимическое микрозаострение как способ получения матричной микроразмерной углеродной структуры для эффективных автоэмиссионных источников электронов. Нанотехника № 3, 2009. С. 47-49

87. Киреев В.Ю., Данилин Б.С., Кузнецов В.И. Плазмохимическое и ионно-химическое травление микроструктур // М., Радио и связь, 1983. 126 с.

88. Волков A.B., Казанский H.JL, Колпаков В.А. Расчет, скорости плазмохимического травления- кварца// Компьютерная оптика Вып.21. 2001 С.121-126.

89. Гуляев Ю. В., Григорьев Ю. А., Король В. Н., Рехен Г. А. Исследование автоэмиссионных характеристик фрактальных углеродных структур // Прикладная Нелинейная Динамика 2005, №1-2 том 13. С. 88-97.

90. Щербаков Ю.Н., Якунин А.Н. Метод построения нерегулярных треугольных адаптивных конечно-элементных сеток и его приложения// Матем. моделирование. 1992.Вып.4.С. 109-118.

91. Solntsev V.A., Rodionov A.N. Investigation of electric field at the cathode with fractal structure of the surface // Sol State Electron 2001 № 45 P. 853856.- . . • 125

92. J. D. Zuber, К. L. Jensena, T. E. Sullivan Analytical solution for microtip field emission current and effective emission area Journal of Applied Physics V. 91, N. 11 2002.

93. Фихтенгольц, Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления, том 2, 1951, С. 863.

94. Григорьев Ю:А., Шалаев П.Д., Бурцев А.А.Исследование автоэмиссионных микродиодов с изменяющимся зазором .// Нано- и микросистемная техника. 2008. №7.

95. Рожнев А.Г. Современные "полностью электромагнитные" программы решения задач электроники и электродинамики/Рожнев А.Г., Рыскин Н.М., Титов B.H.// Материалы XIII Зимней школы-семинара по СВЧ электронике и радиофизике, Саратов: СГУ, 2006 С.42-44.

96. Физические величины. Справочник. Под ред. И. С. Григорьева, Е.З. Мсйлихова-М. Энергоатомиздат 1991, 1232 с.

97. Asaka К. Nanowelding of a multiwalled carbon nanotube to metal surface and its electron field emission properties/ Asaka K. Nakahara H., Saito Y. // Applied Physics Letters 92, 023114. 2008: P. 023114-1-023114-3.

98. Елецкий A.B. Углеродные нанотрубки;и их эмиссионные свойства. Успехи физических наук. 2002 №4 С.401-438

99. Миролюбов H.H., Костенко М.В., Левинштейн М.Л., Тиходеев H.H. Методы расчета электростатических полей М. «Высшая школа» 1963 416 с.

100. Ali Asi. Boundary Element Method Integrated Engineering Software 2001, SPIE Conference

101. Бреббия К. и др. Методы граничных элементов. М.:Мир, 1987 —524 с.

102. Д. Пирс Теория и расчет электронных пучков . М., 1956.- 216 с.

103. H.A. Бушуев, Ю.А. Григорьев, Н.Д. Гаврюшова и др. Диодная автоэмиссионная электронная пушка. Нанотехника № 3, 2006. С. 3-6.

104. Алямовский И. В. Электронные пучки и электронные пушки. М.-: Сов. радио, 1966. 453 с.

105. Заместитель директора НПЦ «Электронные системы» по научной работе, Заслуженный деятель науки РФ,доктор технических наук1. В.П.Кудряшов1. Зам. начальника отдела,научный руководитель НИР «Эверс»,главный конструктор ОКР «Столб»1. П.Д. Шалаев