金属基底对石墨烯薄膜阴极气体击穿稳定性影响

• 作者: 刘胜 潘亚峰 王刚 范红艳
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 工学
• 关键词: 石墨烯阴极 气体开关 击穿 稳定性 化学气相沉积
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 脉冲功率技术
• 页码范围: 117-122
• 页数: 6页
• 分类号: TM85
• 字数: 3105字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB202032.190297

摘要

利用石墨烯二维材料极好的场发射能力和发射稳定性,提出了石墨烯阴极提高气体开关击穿稳定性的技术路线.采用化学气相沉积法和基底腐蚀转移法两种方法制备金属基底石墨烯薄膜阴极.利用扫描电子显微镜和拉曼光谱表征了石墨烯薄膜阴极质量,确认了石墨烯层数和均匀性.实验研究了两种石墨烯薄膜阴极气体开关,在微秒脉冲均匀电场作用下的击穿特性,获得了击穿电压幅值和分散性的变化规律.结果表明:当气体为0.6 MPa N2、电极间距为5 mm时,铜基底石墨烯薄膜阴极平均击穿电压为85.9 kV,相对标准差为3.2％;不锈钢基底石墨烯薄膜阴极平均击穿电压仅为59.8 kV,相对标准差为2.4％.当两种阴极击穿电压均为80 kV时,相对标准差比较,不锈钢基底仅为铜基底的44％.分析认为,不锈钢基底石墨烯薄膜质量优于铜基底,石墨烯薄膜导致阴极表面微观场增强因子更高,表面分布更均匀,在电场作用下场致发射产生均匀稳定的大量初始电子流,降低了气体开关击穿电压,有效提高了击穿稳定性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	潘亚峰	西北核技术研究院高功率微波技术重点实验室	22	94	6.0	8.0
2	王刚	西北核技术研究院高功率微波技术重点实验室	9	14	2.0	3.0
3	范红艳	西北核技术研究院高功率微波技术重点实验室	6	7	2.0	2.0
4	刘胜	西北核技术研究院高功率微波技术重点实验室	17	44	3.0	5.0