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单晶LaB6阴极材料典型晶面的电子结构和发射性能研究

刘洪亮 张忻 王杨 肖怡新 张久兴

单晶LaB6阴极材料典型晶面的电子结构和发射性能研究

刘洪亮, 张忻, 王杨, 肖怡新, 张久兴
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-09
  • 修回日期:  2017-11-16
  • 刊出日期:  2018-02-20

单晶LaB6阴极材料典型晶面的电子结构和发射性能研究

  • 1. 北京工业大学材料科学与工程学院, 新型功能材料教育部重点实验室, 北京 100124;
  • 2. 合肥工业大学材料科学与工程学院, 合肥 230009
  • 通信作者: 张忻, zhxin@bjut.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51371010,51572066,50801002)和北京市自然科学基金(批准号:2112007)资助的课题.

摘要: 单晶LaB6是一种理想的热发射和场发射阴极材料,其不同晶面表现出不同的发射性能.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算分析了LaB6单晶的(100),(110),(111),(210),(211)和(310)典型晶面的差分电子密度、能带结构和态密度,并对光学区熔法制备的高质量单晶LaB6的上述典型晶面的热发射性能进行了测试.理论计算结果表明LaB6各晶面结构的不同和电子结构的差异导致LaB6发射性能具有各向异性,晶面内La原子的密度越大、费米能级进入导带越深、费米能级附近态密度越大及其在导带区域的分布宽度越宽、导带在费米能级附近分布越多,晶面的逸出功越低,发射性能越好.热发射测试结果表明,当阴极测试温度为1773 K,测试电压为1 kV时,(100),(110),(111),(210),(211)和(310)晶面的最大发射电流密度分别为42.4,36.4,18.4,32.5,30.5和32.2 A/cm2,其中(100)晶面具有最佳的发射性能.

English Abstract

参考文献 (21)

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