Field emission in micro vacuum devices

Abstract

Sviðsröfun (e. field emission) liggur til grundvallar björtum rafeindageislum, en þeir eru nauðsynlegir í hvers konar hátækniferlum til dæmis örrásaframleiðslu, smásjártækni og við framköllun aflmikilla örbylgjugeisla. Sviðsröfun byggir á því að utanaðkomandi rafsvið aflagar yfirborðsmætti milli storkuefnis og lofttóms og örvar þannig smug rafeinda um mættis-þröskuldinn. Tengslum straumþéttleika frá yfirborði og rafsviðsstyrks við yfirborð má gróflega lýsa með jöfnunni J = A*E^2*exp(-B/E)Þar sem A og B eru efnisfastar, J straumþéttleiki og E rafsviðsstyrkur. Eins og ráða má af jöfnunni er straumþéttleiki sterklega háður yfirborðsrafsviði.Hefðbundið fyrirkomulag geislalindar sem byggir á sviðsröfun er þannig að mjóum spíssum er raðað á rafskaut í einhvers konar mynstri. Þar sem rafsvið er sterkast við topp spíssanna fer sviðsröfun einvörðungu fram þar. Hins vegar er það svo að rafeindastraumur frá einum spíss getur haft áhrif á yfirborðsrafsvið spíssa í nágrenninu og þannig haft áhrif á straum rafeinda frá þeim. Því er hér um að ræða mjög flókið samspil rafeinda sem koma frá yfirborði, og getur það haft úrslitaáhrif á líftíma rafeindalinda og birtu geisla frá þeim. Hér er því um mjög tímabært og opið rannsóknarverkefni að ræða.Í þessu lokaverkefni verður gerð einföld rannsókn á því hvernig aðliggjandi rafeindalindir í plani hafa áhrif á hverja aðra. Til þess verður notaður hermunarhugbúnaður sem hefur verið þróaður við örtæknisetur HR. Athugað verður hvernig fjarlægð milli rafeindalinda, straumþéttleiki og stærð rafeindalinda hefur áhrif á samspil lindanna, birtu rafeindageisla og dreifingu straumstyrks þvert á geisla. Verkefnið er unnið á Ensku þar sem lýklegt þykirað birt verðifræðigrein í framhaldinu.