摘要：射频电子源以其结构简单、不易受污染、寿命长、瞬时启动等优点,可以作为离子和霍尔电推进的中和器,显著提升其寿命和性能。为了研究射频电子源的优化设计方法,基于放电室等离子体整体模型和非双极流动模型开展了射频电子源性能的仿真评估,并对研制的1A级电子源样机开展了实验测试。研究结果显示:仿真与实验结果一致性较好,引出电子电流与收集电压、小孔直径、工质流率、射频功率相关,各参数相互耦合且存在最优组合,样机额定工作点下,电子源放电损耗为99W/A,工质利用率系数为11。

摘要：检测SF6电气设备发生故障时SF6的分解产物是一种有效诊断设备内部故障的手段。目前离子迁移色谱（IMS）已在SF6气体质量检测中得到应用,但暂无法有效分离SF6及其分解产物。为解决该问题并提高检测效果,分别设计了针-网放电源及针-环放电源。通过优化放电电子源结构、削减感应干扰信号、优化迁移区设计、设计滤波回路,并对放电电压、迁移电场强度、迁移环内径等参数进行了优化,设计并制作了一种高电子产量、高信噪比的IMS装置,并测量了有效电子信号。研究结果表明,自制针-环脉冲电晕放电电子源可提供μA级的有效电子信号,单次脉冲有效电子量可达10^9-10^10个,并可得到高信噪比的检测波形。设计的高电子产量、高信噪比的离子迁移色谱,为进一步有效检测SF6及其分解产物提供了技术基础,具有较强的实用性。

摘要：设计并完成了一无箔二极管，该二极管预计产生１ＭＶ、２０ｎｓ、１０ｋＡ以上的空心脉冲电子束。研究了无箔二极管的静态数值模拟方法，求得完全的自洽解。利用编制的程序对设计的无箔二极管进行了数值模拟，对结果进行了讨论。

摘要：针对传统图形化工艺复杂且图形未经精细设计,导致电场分布不均匀的问题,通过ANSYS Maxwell 16.0仿真软件研究电子运动轨迹规律,提出图形化发射体阵列有效发射尺寸和最佳阵列间距阴极结构的新思路,改善场发射性能。仿真结果表明,当阵列间距为200μm时,图形化阵列中心区域的电场分布平坦,阵列四周突变上升。这是由于阵列边缘部分相比于阵列中心区域部分更表现出针尖的特性,当阵列间距越小时,单元阵列之间的边缘区域场强叠加,出现场强叠加区。当阵列间距逐渐增大时,场强边缘叠加效应削弱,同时电场屏蔽效应也削弱。因此,阵列边长越大,为400μm时,阴极表面场强趋于平坦,场强边缘叠加效应和电场屏蔽效应达到平衡。而阵列间距增大到600μm时,会导致单元阵列平面中心位置相对较远,单元阵列场发射相对独立,电子发射出现空档区域。因此,阵列间距选取适中数值时,阵列边缘场强叠加效应削弱,四周电场也不会出现盲区,电场基本达到均匀分布。根据仿真结果,通过喷墨打印图形化种子层实现图案化发射体阵列精准定位,再水热生长ZnO纳米棒阴极阵列。场致发射实验结果表明,随着间距的增加,开启场强E_(on)从200μm时的2.95 V/μm降低到400μm时的0.57 V/μm,并进一步变为600μm时的2.26 V/μm;而场增强因子β随阵列间距从200μm增加到600μm,先增大后减小。这与仿真结果吻合,即在ZnO阴极阵列有效发射尺寸为200μm情况下,当阵列间距为400μm时,场发射性能最优,其开启场强为0.57 V/μm,场发射增强因子为32179。通过调控图形化阵列电子发射轨迹,从而减小场叠加和场屏蔽效应可以改善场发射性能。结合图形化设计和喷墨打印的高效性,有望实现高性能场致发射电子源。

摘要：为了研究适用于百瓦级电推力器的离子束流中和技术,基于电子鞘层模型、射频等离子体最优放电技术和通过插入探针实现快速点火的方法,设计了一套小型感性耦合射频等离子体中和器(RF plasma neutralizer,RPN)。实验研究了RPN中和器的稳定工作条件和电子引出特性,实现了RPN中和器稳定工作和电子有效引出。实验结果表明:电子引出特性主要取决于发射孔附近阳极斑的形成与否,而阳极斑的形成又主要受结构设计、工质流量和偏置电压等运行条件的影响;通过对RPN运行条件的优化试验,获得了55~150m A可调电子束流范围和较高的工质利用系数(3.9~10.5),满足离子束流中和需求;另外,实验中还观察到了电子束流随工质流量或偏置电压的迟滞现象。

摘要：文章从理论上分析了飞秒激光与金属阴极的相互作用过程.将飞秒激光与金属阴极产生的超短电子脉冲作为电子源,提出了一种具有时间分辨能力的电子显微镜(TREM)的概念设计.文章作者详细地研究了这种电子显微镜的可行性,并讨论了超短电子脉冲的传输和控制问题.

摘要：给出了场发射阵列阴极的发展概况和制造方法 ,讨论了采用场发射阵列阴极作为行波管电子源的可能性和电子枪设计的有关问题 。

摘要：达到原子分辨率的冷冻电镜技术Nature封面:脱铁铁蛋白。Nature杂志第7832期封面文章报道了科学家利用单颗粒冷冻电镜技术在原子分辨率上对蛋白质进行结构分析。第一篇文章里,Sjors Scheres、Radu Aricescu和同事利用新的电子源、能量过滤器和相机,报道了脱铁铁蛋白和GABA-A受体的结构--分辨率分别约为1.22埃和1.7埃。第二篇论文中,Holger Stark和同事利用一种新开发的冷冻电镜技术,得到了分辨率约为1.24埃的脱铁铁蛋白结构。这两种方法有望为冷冻电镜技术将来更广泛地应用在基于结构的药物设计中铺平道路。

摘要：为了研究GaN/AlGaN光电阴极表面的掺杂类型对阴极电子发射特性的影响,分别设计p型、p-i-n型和p-n型纳米薄膜表面的GaN/AlGaN光电阴极材料,并使用金属有机化学气相沉积外延(MOCVD)技术进行生长。使用Cs/O交替的方式对GaN/AlGaN光电阴极进行激活,并测试了三种光电阴极的光谱响应特性,结果显示整个波段内p型GaN/AlGaN光电阴极的电子发射性能最低,在光波长240~285 nm波段p-n型GaN/AlGaN光电阴极拥有最高的光谱响应值,而在光波长285~365 nm波段p-i-n型GaN/AlGaN光电阴极拥有最高的光谱响应值。由于p-i-n型GaN/AlGaN光电阴极中本征型GaN薄膜层具有较高的电阻率,所以一定程度上降低了电子向阴极表面方向的输运,影响了GaN/AlGaN光电阴极的短波响应特性。仿真结果显示虽然p-n型GaN/AlGaN光电阴极没有较高的表面电子逸出几率,但是其内建电场对电子向阴极表面输运的促进作用可补偿由于表面电子逸出几率降低而对阴极电子发射特性的影响。