194646. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektronemissziós izzókatód előállítására
1 194 646 2 ThB4-réteget a marószer hatásától. Marószerként, különösképpen a nikkelhez HN03, H20 és H202 6:3:1 térfogatarányú keverékét vagy a 220 g Ce(NH4)2(N03)6, 110 ml HN03 és 1000 ml H20 összetételű vizes oldatát használjuk. Ezután a 2. 5 példában leírtak szerint a katódtestet csatlakozásokkal látjuk el, és a 7 Re-réteget esetleg eltávolítjuk. Abban az esetben, ha a katódszubsztrátumot a középső 19 hozzá- és a 20 elvezetésen keresztül közvetlenül hevítjük, a katódtest alól csak a nikkelt 10 maratjuk ki, ami például azzal biztosítható, hogy Mo-csatlakozócsapot és Mo-fedőlemezt alkalmazunk, ami a maratás közben nem sérül. Az előnyösen jó orientáció tervszerű létrehozása után a Reréteget általában a katód felületén hagyjuk. 15 5. példa Ebben a példában az elrendezés ugyanolyan, ^0 mint az 1. példában. Az egyedüli fontos változás az, hogy a 7 réteg az egész katódtestre kiterjed. Az 1 szubsztrátumot 650 °C hőmérsékletre hevítjük és a teljes nyomás a reakciókamrában 50 torr. A pirolitikus szénhenger belső oldalára a gázfázisból reak- 25 tív lecsapással <(111) előnyös orientációjú, 150 pm vastagságú, olyan finomszemcsés W-réteget vi-. szünk fel, amely a mikrostruktúra stabilizálására 2 tömeg% Th02-adalékot tartalmaz. A beáramló gá- 3Q zok megfelelő mennyisége 20 ml/perc WF6, 150 ml/perc H2 és 100 ml/perc Th-diketonáttal, azaz Th-heptafluoro-dimetál-oktándionnal telített Ar, a telítőt pedig olyan hőmérsékleten tartjuk, amely éppen alatta van az organikus Th-vegyület olvadás- 35 pontjának. Ebben a példában a ThÓ2-ada!ék, amely emittáló anyagként szolgál, egyúttal biztosítja a katód mikrostruktúrás és mechanikus stabilitását is. így a találmány segítségével olyan katód állítha- 40 tó elő: amely egyesíti magában a meglévő katódtípusok elég egyedülálló előnyeit, amelynek az egymást követő rétegei egy műveletben, teljesen a gázfázisból leválasztva, a paraméte- 45 rek akként történő variálásával készülnek, hogy a kapott katód önhordó, folytonos és nagy felületű és minden, a hálókatódokra jellemző lyuktól mentes lesz, és így ekvipotenciális katódnak alkalmas, amelynél a szubsztrátumnak a lecsapást követő 50 eltávolítása folytán a szokásos káros kölcsönhatások a szubsztrátummal elkerülhetők. Az önhordó konstrukciót különösképpen az egyidejűleg lecsapott (nem oldódó) struktúrastabilizáló adalékok teszik lehetővé, amely adalékok hasonló formában 55 az előnyösen orientált bevonóréteg textúráját is stabilizálják és azt az előnyt nyújtják, hogy a helyesen beállított előnyös orientáció folytán a nagy elektronemisszió hosszabb üzemidőn keresztül fennmarad. 60 A tároló és készletező övezetek az emittáló anyagban dúsak és ez különösképpen hozzájárul a nagy emisszióhoz és a hosszú élettartamhoz, ami tetszőleges formájú szubsztrátumok esetén porko- g5 hászati eljárásokkal eddig nem lehetett megvalósítani; ezenkívül a bevonóréteg finom kristályos struktúrája, amely olyan finom, amennyire csak lehet, 1 pm-es vagy kisebb szemcseméretű, lehetővé teszi a szemcsehatárok mentén a diffúziót, így az emittáló anyag a felület irányába diffundálva utánpótlódik. Magas hőmésékleteken is biztosítva van a jó, egyatomos felületi réteg és a kis dészorpció. • Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás többrétegű izzókatód előállítására, amelynek az alsó volfrám alapú hordozó rétegekre lecsapott magas olvadáspontú fémből, azaz volfrámból, tóriumból, réniumból, vagy ritkaföldfémből álló, előnyösen orientált polikristályos bevonórétege van, azzal jellemezve, hogy a) a kívánt katódgeometriának megfelelően kiképzett grafit, molibdén vagy nikkel szubsztrátumon a, ß, y rétegrendszert alakítunk ki gázfázisból reaktív lecsapással, CVD-eljárások, pirolízis, katódporlasztás, vákuumgőzölés vagy plazmaporlasztás útján, és előnyösen a rétegek lecsapása során vagy azt követően redukálunk, ahol a egy 30-300 pm vastagságú volfrám hordozóréteg, amelyet CVD eljárásokkal volfrám-fluoridból állítunk elő oly módon, hogy a CVD-réteg növekedését vagy a szubsztrátumnak szobahőmérsékletre történő ismételt lehűtésével megszakítjuk és újbóli felfűtéssel újra beindítjuk vagy a szubsztrátum hőmérsékletét 300-700 °C közötti tartományban periodikusan változtatva időről-időre megszakítjuk, és adott esetben, a W tömegére vonatkoztatva 0,5-2 t% krisztallitnövekedést gátló tórium-oxid, cirkónium-oxid vagy szkandium-oxid közbenső rétegeket csapunk le illékony Th-, Zr- vagy Sc-vegyületekből külön^vagy a volfrámmal egyidejűleg, ß a katód üzemelése közben tároló és készletező övezetként működő, 20-60 pm vastagságú réteg vagy rétegsorozat, amely án, aktinium, lantanidák, aktinidák — választunk ki, az alapanyaggal együtt vagy azzal váltakozva csapjuk le fém, oxid, borid és/vagy karbid alakjában és y 2-20 pm vastagságú, volfrám vagy rénium alapanyagból álló, előnyösen orientált, polikristályos bevonóréteg, amely egyidejűleg lecsapott, a bevonórétegben nem Oldódó, textúra stabilizáló tórium-oxid adalékanyagot tartalmaz 1 - 3 t%-ban b) a szubsztrátumot maratással, mechanikus úton, leégetéssel és/vagy mechanikus vegyi mikropolírozással eltávolítjuk és c) a hordozóréteget a fűtés számára csatlakozókkal látjuk el. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lecsapási reakcióban résztvevő gázokat plazmagerjesztéssel aktiváljuk. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szubsztrátumként grafitból, különösképpen pirolitikus grafitból álló testet alkalmazunk. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzaljellemez-11
