क्षेत्र उत्सर्जक सरणी

2013 में एनआईएसटी द्वारा बनाया गया सिलिकॉन कार्बाइड (सिक) फील्ड एमिटर। यह थर्मिओनिक उत्सर्जन के बराबर इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह उत्पन्न करता है लेकिन विनाशकारी गर्मी की आवश्यकता के बिना। इसे बड़े सतह क्षेत्र के साथ एक छिद्रपूर्ण संरचना बनाने के लिए कुछ सामग्री को खोदकर बनाया गया था। जैसे ही एक व्यक्तिगत स्पाइक पर एक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन बिंदु खराब हो जाता है, उसे बदलने के लिए दूसरा उपलब्ध हो जाता है, जिससे सरणी अधिक टिकाऊ हो जाती है।

फ़ील्ड एमिटर ऐरे (एफ ई ए) बड़े क्षेत्र वाले फ़ील्ड इलेक्ट्रॉन स्रोत का एक विशेष रूप है। एकीकृत सर्किट के निर्माण में उपयोग की जाने वाली तकनीकों के समान लिथोग्राफिक तकनीकों द्वारा एफईए को सिलिकॉन सब्सट्रेट पर तैयार किया जाता है। उनकी संरचना में कई व्यक्तिगत, समान, छोटे-क्षेत्र के इलेक्ट्रॉन उत्सर्जक होते हैं, जो सामान्यतः एक नियमित द्वि-आयामी पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। एफईए को "फिल्म" या "मैट" प्रकार के बड़े क्षेत्र के स्रोतों से अलग करने की आवश्यकता है, जहां सामग्री की एक पतली फिल्म जैसी परत एक सब्सट्रेट पर जमा की जाती है, एक समान जमाव प्रक्रिया का उपयोग करके, इस आशा या अपेक्षा में कि (परिणामस्वरूप) इस प्रक्रिया में सांख्यिकीय अनियमितताओं की) इस फिल्म में पर्याप्त संख्या में व्यक्तिगत उत्सर्जन स्थल होंगे।

स्पिंड्ट सरणियाँ

मूल क्षेत्र उत्सर्जक सरणी स्पिंड्ट सरणी थी, जिसमें व्यक्तिगत क्षेत्र उत्सर्जक छोटे तेज मोलिब्डेनम शंकु होते हैं। प्रत्येक को ऑक्साइड फिल्म में एक बेलनाकार शून्य के अंदर जमा किया जाता है, फिल्म के शीर्ष पर एक काउंटरइलेक्ट्रोड जमा किया जाता है। काउंटरइलेक्ट्रोड (जिसे "गेट" कहा जाता है) में प्रत्येक शंक्वाकार उत्सर्जक के लिए एक अलग गोलाकार एपर्चर होता है। डिवाइस का नाम चार्ल्स ए स्पिंड्ट के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने एसआरआई इंटरनेशनल में इस तकनीक को विकसित किया था, जिसमें 1968 में एक वेफर पर माइक्रोफैब्रिकेटेड एकल एमिटर टिप का वर्णन करने वाला पहला लेख प्रकाशित किया गया था स्पिंड्ट, शोल्डर्स और हेनिक ने 1970 में एक वैक्यूम डिवाइस के लिए यूएस पेटेंट दायर किया, जिसमें एमिटर युक्तियों की एक श्रृंखला शामिल थी।

प्रत्येक व्यक्तिगत शंकु को स्पिंड्ट टिप के रूप में जाना जाता है। क्योंकि स्पिंड्ट युक्तियों में तेज शीर्ष होते हैं, वे अपेक्षाकृत कम गेट वोल्टेज (100 वी से कम) का उपयोग करके एक उच्च स्थानीय विद्युत क्षेत्र उत्पन्न कर सकते हैं। लिथोग्राफिक विनिर्माण तकनीकों का उपयोग करके, अलग-अलग उत्सर्जकों को एक साथ बहुत करीब से पैक किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप 2×10 ⁷ ए/एम ² तक का उच्च औसत (या "मैक्रोस्कोपिक") वर्तमान घनत्व प्राप्त होता है। । स्पिंड्ट-प्रकार के उत्सर्जकों में अन्य एफईए प्रौद्योगिकियों की तुलना में अधिक उत्सर्जन तीव्रता और अधिक संकीर्ण कोणीय वितरण होता है।

नैनो-स्पिंड्ट सरणियाँ

नैनो-स्पिंड्ट सरणियाँ पारंपरिक स्पिंड्ट-प्रकार के उत्सर्जक के विकास का प्रतिनिधित्व करती हैं। प्रत्येक व्यक्तिगत टिप छोटे परिमाण के कई क्रम की होती है; परिणामस्वरूप, गेट वोल्टेज कम हो सकता है, क्योंकि टिप से गेट तक की दूरी कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, प्रत्येक व्यक्तिगत टिप से निकाला गया करंट कम है, जिसके परिणामस्वरूप विश्वसनीयता में सुधार होना चाहिए।

कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) सरणियाँ

एफईए का एक वैकल्पिक रूप एक ऑक्साइड फिल्म (स्पिंड्ट सरणी के लिए) में रिक्त स्थान बनाकर और फिर प्रत्येक रिक्त स्थान में एक या अधिक कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) विकसित करने के लिए मानक तरीकों का उपयोग करके तैयार किया जाता है।

"फ्री-स्टैंडिंग" सीएनटी सरणियों को विकसित करना भी संभव है।

अनुप्रयोग

अनिवार्य रूप से बहुत छोटे इलेक्ट्रॉन बीम जनरेटर, एफईए, को कई अलग-अलग डोमेन में लागू किया गया है। एफईए का उपयोग फ्लैट पैनल डिस्प्ले बनाने के लिए किया गया है (जहां उन्हें फ़ील्ड उत्सर्जन डिस्प्ले (या "नैनो-एमिसिव डिस्प्ले") के रूप में जाना जाता है। उनका उपयोग माइक्रोवेव जनरेटर और आरएफ संचार में भी किया जा सकता है, जहां वे ट्रैवलिंग वेव ट्यूब (टीडब्ल्यूटी) में कैथोड के रूप में काम कर सकते हैं।

हाल ही में, एक्स-रे ट्यूबों में कोल्ड कैथोड के रूप में क्षेत्र प्रभाव सरणियों का उपयोग करने में रुचि नए सिरे से बढ़ी है। एफईए पारंपरिक थर्मिओनिक कैथोड पर कई संभावित लाभ प्रदान करते हैं, जिनमें कम बिजली की खपत, तात्कालिक स्विचिंग और वर्तमान और वोल्टेज की स्वतंत्रता शामिल है।

यह भी देखें

• क्षेत्र उत्सर्जन प्रदर्शन
• क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन
• वैक्यूम ट्यूब वैक्यूम ट्यूब क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जकों का उपयोग करते हुए
• ठंडा कैथोड

श्रेणी:वैक्यूम ट्यूब