| 摘要 | 第5-7页 |
| abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-32页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第13-14页 |
| 1.2 SPINDT阴极的国内外研究现状 | 第14-20页 |
| 1.2.1 Spindt阴极的发展 | 第14-16页 |
| 1.2.2 Spindt阴极在微波真空电子器件中的应用 | 第16-18页 |
| 1.2.3 Spindt阴极用作电子源面临的挑战 | 第18-20页 |
| 1.3 SPINDT阴极制备技术的国内外研究现状 | 第20-29页 |
| 1.3.1 Spindt阴极制备技术 | 第20-22页 |
| 1.3.2 微纳图形技术 | 第22-27页 |
| 1.3.2.1 电子束光刻技术 | 第23-25页 |
| 1.3.2.2 纳米微球自组装与纳米球光刻技术 | 第25-27页 |
| 1.3.3 高集成度Spindt阴极研制面临的技术挑战 | 第27-29页 |
| 1.4 研究依据与创新性 | 第29-30页 |
| 1.5 本论文的结构安排 | 第30-32页 |
| 第二章 场致电子发射理论研究 | 第32-63页 |
| 2.1 场致电子发射理论 | 第32-39页 |
| 2.1.1 发射体形状的尖端效应 | 第33-34页 |
| 2.1.2 材料性质对场发射的影响 | 第34-37页 |
| 2.1.3 温度对场发射的影响 | 第37-38页 |
| 2.1.4 发射体失效分析 | 第38-39页 |
| 2.2 发射体结构尺寸对场发射特性影响的研究 | 第39-52页 |
| 2.2.1 单根发射体发射特性推导 | 第39-41页 |
| 2.2.2 发射体结构尺寸对场发射特性影响的仿真分析 | 第41-51页 |
| 2.2.2.1 CNT表面发射特性及有效发射面积研究 | 第42-46页 |
| 2.2.2.2 Spindt阴极表面发射特性及有效发射面积研究 | 第46-51页 |
| 2.2.3 单根发射体结构模型设计 | 第51-52页 |
| 2.3 发射体阵列的场屏蔽效应研究 | 第52-62页 |
| 2.3.1 非栅控锥状发射体阵列场屏蔽效应 | 第53-57页 |
| 2.3.2 集成栅控锥状发射体阵列的场屏蔽效应 | 第57-61页 |
| 2.3.3 场发射阵列集成度的设计 | 第61-62页 |
| 2.4 本章小结 | 第62-63页 |
| 第三章 基于电子束光刻技术制备高集成度钼尖SPINDT阴极 | 第63-93页 |
| 3.1 工艺流程概述及结构尺寸设计 | 第63-65页 |
| 3.2 金属-氧化物-半导体结构制备 | 第65-72页 |
| 3.2.1 二氧化硅介质层的制备及其性质研究 | 第66-68页 |
| 3.2.2 金属钼薄膜的制备及其性质研究 | 第68-71页 |
| 3.2.3 小结 | 第71-72页 |
| 3.3 电子束曝光制备纳米圆阵列掩膜的研究 | 第72-79页 |
| 3.3.1 基本工艺流程 | 第72-73页 |
| 3.3.2 影响曝光质量的关键因素分析 | 第73-79页 |
| 3.3.2.1 电子束胶的选择 | 第73-74页 |
| 3.3.2.2 数值孔径的影响 | 第74-76页 |
| 3.3.2.3 版图的影响 | 第76-78页 |
| 3.3.2.4 曝光剂量的影响 | 第78-79页 |
| 3.3.3 小结 | 第79页 |
| 3.4 高集成度纳米孔腔阵列的制备 | 第79-86页 |
| 3.4.1 栅极金属Mo的干法刻蚀 | 第80-82页 |
| 3.4.2 二氧化硅绝缘层的干法刻蚀 | 第82-83页 |
| 3.4.3 圆柱孔腔阵列的制备过程与结果分析 | 第83-86页 |
| 3.4.4 小结 | 第86页 |
| 3.5 双向沉积技术制备SPINDT锥尖的研究 | 第86-91页 |
| 3.5.1 双向沉积工艺流程及关键影响因素分析 | 第86-88页 |
| 3.5.2 Spindt阴极锥尖制备结果分析 | 第88-91页 |
| 3.5.3 小结 | 第91页 |
| 3.6 本章小结 | 第91-93页 |
| 第四章 基于纳米球光刻技术制备高集成度钼尖SPINDT阴极 | 第93-122页 |
| 4.1 实验方案设计 | 第93-95页 |
| 4.2 牺牲层窗口的制备 | 第95-97页 |
| 4.2.1 工艺流程 | 第95-96页 |
| 4.2.2 实验结果分析 | 第96-97页 |
| 4.2.3 结论 | 第97页 |
| 4.3 纳米微球自组装技术及单层模板性质研究 | 第97-105页 |
| 4.3.1 浮动转移法改进 | 第97-100页 |
| 4.3.2 PS球单层膜的SEM表征与分析 | 第100-102页 |
| 4.3.3 影响PS球单层膜质量的因素分析 | 第102-105页 |
| 4.3.4 结论 | 第105页 |
| 4.4 基于纳米球光刻技术制备栅孔阵列的研究 | 第105-114页 |
| 4.4.1 氧等离子体RIE刻蚀PS球的研究 | 第107-110页 |
| 4.4.2 PS球剥离方式对栅孔形貌的影响 | 第110-111页 |
| 4.4.3 栅极金属沉积方式对栅孔形貌的影响 | 第111-114页 |
| 4.4.4 结论 | 第114页 |
| 4.5 基于纳米球光刻技术制备高集成度SPINDT阴极 | 第114-121页 |
| 4.5.1 实验流程 | 第115-116页 |
| 4.5.2 实验结果分析 | 第116-118页 |
| 4.5.3 改进意见与未来工作思考 | 第118-121页 |
| 4.5.4 结论 | 第121页 |
| 4.6 本章小结 | 第121-122页 |
| 第五章 钼尖SPINDT阴极场发射特性及失效机理研究 | 第122-155页 |
| 5.1 场发射性能评价指标 | 第122-123页 |
| 5.2 钼尖SPINDT阴极场发射特性测试与分析 | 第123-141页 |
| 5.2.1 测试系统与实验装置 | 第123-125页 |
| 5.2.2 后处理技术研究 | 第125-128页 |
| 5.2.3 场发射I-V特性 | 第128-132页 |
| 5.2.4 场发射特性的影响因素分析 | 第132-140页 |
| 5.2.4.1 驱动电压脉宽的影响 | 第133-136页 |
| 5.2.4.2 阴极尺寸参数的影响 | 第136-138页 |
| 5.2.4.3 测试环境的影响 | 第138-140页 |
| 5.2.5 稳定性与衰减特性研究 | 第140-141页 |
| 5.3 SPINDT阴极失效机理研究 | 第141-151页 |
| 5.3.1 阴栅短路 | 第141-144页 |
| 5.3.2 阴极结构损伤 | 第144-146页 |
| 5.3.3 氧化层沿面闪络 | 第146-151页 |
| 5.4 SPINDT阴极可靠性分析与优化 | 第151-154页 |
| 5.5 本章小结 | 第154-155页 |
| 第六章 太赫兹行波管的SPINDT阴极电子枪研究 | 第155-183页 |
| 6.1 电子枪理论 | 第155-161页 |
| 6.1.1 电子枪的主要参量 | 第155-156页 |
| 6.1.2 皮尔斯电子枪理论 | 第156-157页 |
| 6.1.3 皮尔斯电子枪的初值设计方法 | 第157-161页 |
| 6.2 通用电子枪初值计算方法的修正 | 第161-166页 |
| 6.2.1 电子枪初值计算方法的概括 | 第161-162页 |
| 6.2.2 验算半锥角小于20度的电子枪 | 第162-165页 |
| 6.2.3 简化并修正通用电子枪初值设计方法 | 第165-166页 |
| 6.3 太赫兹折叠波导行波管电子枪的设计 | 第166-169页 |
| 6.3.1 太赫兹折叠波导行波管电子枪特性 | 第166-167页 |
| 6.3.2 电子枪的初始参数设计 | 第167-168页 |
| 6.3.3 Spindt阴极电子枪设计考虑 | 第168-169页 |
| 6.4 0.14THZ折叠波导行波管SPINDT阴极电子枪的设计 | 第169-182页 |
| 6.4.1 电子枪基本参数 | 第169-171页 |
| 6.4.2 基于Spindt阴极的电子枪初步仿真分析 | 第171-174页 |
| 6.4.3 Spindt阴极电子注的聚焦 | 第174-179页 |
| 6.4.4 基于Spindt阴极的电子枪的设计 | 第179-182页 |
| 6.5 本章小结 | 第182-183页 |
| 第七章 总结与展望 | 第183-186页 |
| 7.1 全文总结 | 第183-184页 |
| 7.2 后续工作展望 | 第184-186页 |
| 致谢 | 第186-187页 |
| 参考文献 | 第187-200页 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 | 第200-201页 |
