张虎忠，成永军，王永军，孙 健，习振华，李得天

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

碳纳米管阴极电离真空计研制及其性能研究

张虎忠，成永军，王永军，孙 健，习振华，李得天

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

碳纳米管阴极电离真空计在超高/极高真空测量中具有广阔应用前景，基于碳纳米管阴极研制了测量范围10-9～10-4Pa的电离真空计，真空规管包括了碳纳米管阴极、门极、阳极、反射极和收集极，电路控制系统由高压电源、微弱离子流测量和控制电路组成。实验研究结果表明，不锈钢衬底上直接生长制备的碳纳米管阴极性能良好，开启场强和阈值场强分别为1.9 V/µm和3.9 V/µm，当阳极电流为42µA时，碳纳米管阴极电离真空计本底干扰可降低到1.81×10-9Pa。

真空测量；电离真空计；碳纳米管阴极；场发射

0 引言

热阴极电离真空计广泛应用于超高真空精确测量，但是传统热灯丝具有热出气、光辐照等问题，同时还具有高功耗特点，对于材料分析、低温系统等光热敏感系统而言，热阴极电离真空计的应用受到了一定限制[1-4]，碳纳米管（Carbon nanotube，CNT）阴极作为电子源，具有低功耗、响应快、与环境气体无化学反应、无热辐射和光辐照等优点，在软X射线管、离子推力器中和器、质谱计等真空电子器件中获得了广泛的应用研究[5-8]。2015年，李得天等[9]对 CNT阴极在精确真空测量中的应用现状进行了详细介绍和总结。董长昆等[10]首次将CNT阴极用于电离真空计中……