Эмиссионная неоднородность

В то же время, при использовании численной модели, в основе которой лежало моделирование методом крупных частиц, значительных расхождений, например, с типичными шумовыми уровнями выявлено не было. Наличие возможности проведения экспериментальных исследований, известных аналитических закономерностей сделали оксидный катод и диодную ячейку оптимальным физическим модельным объектом для исследования как эмиссионной неоднородности поверхности катода, так и связанных с ней характеристик электронного потока.

Как известно, толщина оксидного слоя, состоящего из оксидов щелочноземельных или редкоземельных металлов и распределенных по всему слою атомов чистого металла - донора, придающего ему свойство примусного полупроводника с электронной проводимостью, обычно составляет 20 - 100 мкм. Его наружная, эмитирующая поверхность, весьма неоднородна, имеет заметный потенциальный рельеф (поле пятен) вследствие неравномерного покрытия эмитирующей поверхности атомами бария, что существенно влияет на работу выхода. Каждый атом поляризуется адсорбционными силами и обращается в электрический диполь, положительный полюс которого обращен наружу. Совокупность диполей образует двойной электрический слой с моментом - число диполей на 1 см2, ар-момент отдельного диполя. На выходящие из толщи оксида электроны действует ускоряющее электрическое поле. Скачок потенциала этого двойного слоя понижает работу выхода.

При моделировании эмиссии с поверхности оксидного катода с учетом вышеперечисленных физических особенностей эмиссионного процесса авторы разработали алгоритм, содержащий блоки: дискретизация задачи, задание сетки на поверхности катода; объединение ячеек в кластеры, решение задачи о перколяции; определение работы выхода каждого кластера; определение числа эмитированных частиц; задание координат вылета частиц и начальных скоростей.