We correlate the failure in miniature X-ray tubes with the field emission gate leakage current of gated carbon nanotube emitters. The miniature X-ray tube, even with a small gate leakage current, exhibits an induced voltage on the gate electrode by the anode bias voltage, resulting in a very unstable operation and finally a failure. The induced gate voltage is apparently caused by charging at the insulating spacer of the miniature X-ray tube through the gate leakage current of the field emission. The gate leakage current could be a criterion for the successful fabrication of miniature X-ray tubes.
한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 반도체 재료 센서 박막재료 전자세라믹스
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pp.60-63
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2004
Recently, carbon nanotubes(CNTs) have been demonstrated to possess remarkable mechanical and electronic properties, in particular, for field emission applications. Its high aspect ratio and extremely small diameter, hollowness, together with high mechanical strength and high chemical stability, are advantages for use in field emitter. In this paper, we demonstrate electrical discharge properties from carbon nanotube cathode electrodes to use as an emitter electrode of vacuum gauges. Vertically aligned $2{\times}2mm^2$ CNT arrays on the silicon substrate were synthesized by the thermal CVD method on Fe catalytic metal, and a glass patterning by the sand blast method and the silicon/glass anodic bonding processes were applied to make samples with 2 electrodes. The field emission was examined under the vacuum range of $10^{-3}$ Torr.
The change in the NO emission indices (EINO) in a two-dimensional plane has been investigated, which is due to the interaction between a vortex and methane-air flames established at different equivalence ratios, by solving the field equation. After solving the field equation, the spatial distribution of G-values is obtained. The NO emission index is calculated after applying the appropriate relation between the G-values and the NO production rate or the mass fraction of methane obtained from the library of freely propagating flames created from detailed simulations. When a vortex exists in a reacting flow field, in general EINO slightly increases, whereas ElNO is lowered in the vicinity of the vortex regardless of flow direction. A change in vortex size has negligible impact on EINO$\_$T/ but increasing the vortex strength slightly increases EINO$\_$T/ in the domain of this study.
The measurements of prebreakdown currents and breakdown voltages have been made for smooth rough, protrusion plane parallel stainless steel electrodes in vacuum ($10^{-5}$ torr), as a function of electrode separation, in the range $0.4{\sim}2.4mm$ using DC source($0{\sim}200KV$). Thee prebreakdwon currents of a each condition are found to be consistent with the Fouler-Nondheim field emission theory. The effect of the electrode surface condition on the local field enhancement factors, prebreakdown currents, and on the breakdown voltages are shown. The breakdown mechanism of a small vacuum gap was ascertained as the field emission corresponding the F-N theory. Therefore, these results suggest that the field emission currents following the electrode surface condition play a major role for initiation of DC breakdown.
The field emission characteristics are studied by simulation for carbon nanotube triode structures with a strip-shaped emitter and a gate hole aligned with it. Two structures, one with double-edge and the other with single edge are analyzed. They show good emission characteristics. Emissions of electrons are concentrated on the edges of emitter and the emitted current increases as the distance between emitter and gate decreases. For single-edged emitter, the emitted electrons form a narow strip-shaped beam which has a good directionality. These triode structures have advantages in that they can be easily fabricated and aligned for assembly.
Amorphous fluorocarbon (a-C:F) is of interest for low dielectric interlayer material, but in this work we applied this material to FED field emitter. N-doped a-C:F films were deposited by inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICPCVD). The Raman spectra were measured to study the film structure and inter-band optical absorption coefficients were measured using Perkin-Elmer UV-VIS-IR spectrophotometer and optical band gap was obtained using Tauc's plot. XPS spectrum and AFM image were investigated to study bond structure and surface morphology. Current-electric field(I-E) characteristic of the film was measured for the characterization of electron emission properties. The optimum doping concentration was found to be [N2]/[CF4]=9% in the gas phase. The turn-on field and the emission current density at $[N_2]/[CF_4]$=9% were found to be 7.34V/$\mu\textrm{m}$ and 16 $\mu\textrm{A}/\textrm{cm}^2$ at 12.8V/$\mu\textrm{m}$, respectively.
한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권1호
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pp.486-489
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2007
Carbon nanotube (CNT) cathodes having a trench structure similar to the structure of the gated triodetype cathode were successfully fabricated by a screenprinting method with multi-walled carbon nanotubes. We observed that a liquid method not only readily removes the organic residues on the CNT films, but also satisfactorily protrudes the CNTs out of the electrode surface. The CNT cathodes prepared by the liquid method showed a turned-on field of $1.4\;V/{\mu}m$. The emission current density of them was about $3.1\;mA/cm^2$ at the electric field of $3\; V/{\mu}m$. The liquid method appears to be a promising surface treatment of CNT cathode for gated triode-type FEDs applications.
본 연구는 대한민국 전역을 대상으로 국외에서 개발된 토양 온실가스 배출 모형인 DNDC 모형을 적용하여 논 토양에서 배출되는 $CO_2$를 추정하였다. 모형의 국내 적용성 평가를 위해서 2015년부터 2016년 경기도 지역 논 토양을 대상으로 폐쇄형 챔버를 이용해 $CO_2$ 배출량을 실측하고, 모형으로부터 산출된 추정값과 비교했다. DNDC 모형 검증결과 추정값과 관측값의 RMSE, ME, $r^2$이 각각 22.2, 0.28, 0.53으로 통계적으로 신뢰할 수 있었다. 전국 $CO_2$ 배출량 예측 결과, 연간 총 배출량은 $5,314kt\;CO_2-eq$이며 이는 전국 $CH_4$ 총 배출량의 77% 수준이었다. 행정구역별로는 전라도가 가장 많은 배출량을 보였으며, 논의 면적이 많을수록 총 배출량이 높았다. 국토의 단위면적당 $CO_2$ 배출량은 $2.2{\sim}10.0t\;CO_2-eq\;ha^{-1}year^{-1}$ 범위에 있었으며, 평균값은 $4.3t\;CO_2-eq\;ha^{-1}year^{-1}$ 이었다. 지역적으로는 한반도 중부지역 보다 남부지역에서 단위면적당 배출량이 더 높게 나타났다. 본 연구를 통해서, DNDC 모형은 국내 논 토양에서 배출되는 $CO_2$ 발생량을 유의하게 모의한 것으로 나타났다. 보다 더 정교한 온실가스 예측을 위해서는 기후특성, 토양특성, 작물경작특성 및 작물생육 특성을 고려하여 예측하는 것이 중요하며, DNDC 모형의 신뢰도를 높이려면 국내 농업생태계의 환경 및 생물인자를 모의할 수 있는 세부모형을 개발하는 것이 필요하다.
본 연구는 논에서 돈분 액비 활용시 담수 시기에 따른 암모니아 휘산량을 평가하였다. 담수 상태에서 돈분 액비 시용은 142.0 mg/$m^2$ 의 암모니아 휘산량을 보인 반면, 돈분액비시용 1일 및 3일 후 담수시 암모니아 휘산량은 29.6, 25.4 mg/$m^2$ 였다. 그리고 담수 상태에서 돈분액비 시용이 돈분액비 시용 후 담수에 비해 높은 암모니아 휘산량을 보인 것은 암모니아가 토양교질에 흡착되지 않고 수중에 높은 농도로 존재하기 때문인 것으로 나타났다. 따라서 논에서 돈비 액비 활용시 암모니아 휘산량 저감에 의한 질소 이용도 향상을 위해서는 돈분액비 살포 최소 1일 후 담수하는 것이 좋을 것으로 판단된다.
Pb(Zr$_{0.8}$Ti$_{0.2}$)O$_3$강유전체 음극의 상부 전극 크기를 변화시키며(500$mu extrm{m}$~900$\mu\textrm{m}$)비대칭 전극 구조에서의 전자 방출에 대하여 연구하였다. 펄스 전기장을 가했을 때 나타나는 분극 반전에 의한 전류 밀도는 상부 전극 크기를 감소시킴에 따라 증가하였다. 이것은 비대팅 전극 구조에 의해 강유전체 표면에서 stray-field가 발생하고, stray field가 전극의 모서리 부근의 강유전체 표면 하부에도 분극 반전을 발생시켰기 때문이다. 전기장 전산모사를 통하여 이러한 stay-field의 존재 가능성을 예측할 수 있었고, 분극 반전에 의한 전류 밀도 측정 결과 stray-field가 미치는 거리는 약 11-l4$\mu\textrm{m}$이었다. 전자방출의 문턱전계는 항전계 의 약 3배인 61-68kV/cm이었으며, 문턱전계가 단순히 강유전체의 항전계에 의해 결정되는 것이 아니라, 강유전 음극의 구조에 의해 결정되는 stray-field의 세기와 stray-field가 미치는 거리에 영향을 받음을 전산모사를 통해 예측할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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