Катастрофическое разрушение углеродных нанотрубок при деградации автоэлектронных эмиттеров

Abstract

Моделируется катастрофическая деградация эмиссионных катодов на основе углеродных нанотрубок, которая происходит из-за разрушения нанотрубки в дефектной области в результате перегрева. Модель учитывает разогрев нанотрубки путем выделения тепла Джоуля, а также радиационное излучение и охлаждение вследствие эффекта Нотингема, заключающегося в уменьшении температуры эмитирующего конца за счет энергии, уносимой потоком эмитированных электронов. Предложенная модель сравнивается с экспериментом по деградации одиночной нанотрубки. Эксперимент подтверждает катастрофическое разрушение и показывает, что разрушению способствует возникновение термоэлектронной эмиссии, которая вызывает быстрый рост тока и, соответственно, температуры дефектной области нанотрубки. Ключевые слова: автоэлектронные эмиттеры, деградация, разогрев нанотрубки, дефекты, катастрофическое разрушение.