评估几何结构与材料组成对金刚石场发射阵列阴极产生横向整形束流的影响
加速器物理
2022-09-28 v1 应用物理
等离子体物理
摘要
场发射阴极(FEC)因其能够提供高电流密度、低本征发射度的明亮束流,在下一代注入器中颇具吸引力。FEC的一个值得特别关注的应用是,为发射度交换提供横向整形电子束,该过程将横向电子束图案转换为纵向图案。FEC可被加工成所需图案,并在无需复杂掩模或激光方案的情况下产生横向整形束流。然而,横向整形束流的可靠且一致的产生受FEC材料特性的影响。本文报道了测试两个金刚石场发射体阵列(DFEA)FEC的结果,二者具有相同的光刻图案和发射体几何结构,但材料和尖端特性不同。尽管两个阴极均能维持44 MV/m的梯度并产生每射频(rf)脉冲最大0.5 nC的输出积分电荷,它们的发射图案却截然不同:一个阴极未能产生图案化束流,而另一个则产生了。场发射特性与图案化束流产生方面的差异可由尖端几何结构和阴极材料特性的差异来解释。主要的实际结论是,尖端锐度并非良好图案化束流产生的先决条件;相反,其他材料特性(如镇流电阻)决定了阴极性能。
引用
@article{arxiv.2209.13047,
title = {Evaluating Effects of Geometry and Material Composition on Production of Transversely Shaped Beams from Diamond Field Emission Array Cathodes},
author = {Mitchell E. Schneider and Heather Andrews and Sergey V. Baryshev and Emily Jevarjian and Dongsung Kim and Kimberley Nichols and Taha Y. Posos and Michael Pettes and John Power and Jiahang Shao and Evgenya I. Simakov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.13047},
year = {2022}
}