张虎忠 李得天† 董长昆‡ 成永军 肖玉华

1)(兰州物理研究所真空低温技术与物理重点实验室，兰州 730000)

2)(温州大学微纳结构与光电器件研究所，温州 325000)

(2012年9月26日收到;2013年1月10日收到修改稿)

1 引言

应用碳纳米管(carbon nanotube，CNT)场发射电子技术的电离规是解决极高真空测量难题的有效技术手段[1-3].近十年来，CNT阴极电离规受到了国内外的广泛关注，许多学者先后将CNT阴极应用到不同类型的电离规中，开展了相关的研究工作[4-14]，并针对电极电压与电离规工作性能的相互关系进行了实验研究.Dong和Myneni[4,5]将CNT阴极应用于分离规中，实验研究了阳极电压和门极电压对电子透过率以及阳极电流的影响，测得该电离规灵敏度为0.03 Pa-1，真空测量下限为10-8Pa;Sheng等[6]将CNT阴极应用于鞍场规，研究了阳极电压和灵敏度的相互关系，实验测得该电离规具有较高的灵敏度(1.7 Pa-1)，但是受限于CNT阴极发射电流的稳定性差，其测量下限只达到3×10-5Pa;Huang[8]，Suto[9]，Knapp[12]，Liu 等[14]先后将 CNT阴极应用到B-A规中，实验研究了电极电压对电离规的性能影响，其中，Huang、Liu等针对门极处电子透过率与电极电压的相互关系进行了研究，该规型的CNT阴极电离规所能达到的最大灵敏度为0.15 Pa-1，测量下限最低为10-7Pa[12].综合分析国内外研究结果表明，目前CNT阴极电离规普遍存在灵敏度低和测量下限不能满足应用要求等问题，而研究电极电压和规管结构对CNT阴极电离规性能的影响，是解决以上问题、提高CNT阴极电离规性能的关键因素.

目前针对电极电压对CNT阴极电离规性能影响的分析……