摘要：本文以碳纳米管(CNT)作为阴极电子源设计一种新型的冷阴极电离真空计结构,结构包括场发射电子源、阳极和离子收集极,阳极和离子收集极为同轴圆环结构。利用热化学气相沉积法在金属基底上直接生长碳纳米管,分别制备了4mm×5mm矩形和直径0.1mm圆形两种阴极发射面。碳纳米管阴极具有优异的场发射性能,开启电场1.70 V/μm。在氮气环境下,分别对不同阴极真空电离计结构的真空测量性能进行了研究,真空计在10-7到10-3Pa区间归一化电流(Ii/Ia)与压强表现出良好的线性关系,矩形和圆形发射面阴极对应的真空计其测量灵敏度分别是3.1×10-2Pa^-1和1.3×10-2Pa^-1。

摘要：设计了一种基于多壁碳纳米管(MWNT)场发射和气体吸附的压力传感器。通过热化学气相沉积法(CVD)在合金基底上直接制备具有强附着性能的MWNT薄膜,以MWNT薄膜为场发射阴极,利用气体吸附引发的场发射电流增强效应,测量环境压力。在实验室条件下分别测试了N2和大气成分下的气体压力传感性能,结果显示,MWNT阴极材料在两种气体环境中均存在小电流场发射随真空压力升高而增长的传感效应。基于该效应,设计了一种微型实用型压力传感器。该传感器具有量程宽(1×10^-7~1×10^-3 Pa)、体积小(4 mm×5 mm×9 mm)、功耗低(5×10^-6~0.8 W)、无干扰、长寿命等优点。传感器封装在X光管中进行测试的结果表明,封装后X光管内部真空度升高可达2个数量级,且X光管的真空度随放置时间的延长而变差,结果符合理论预期。