本發明提出一種發射電子的陰極(6),它由裝接到由不銹鋼制成的側壁(2)上的導電的發射層(7)和門(9),將該門以很小的距離固定在發射層(7)的凹入的發射表面的內部。陰極(6)圍繞著一個反應區域(3),該反應區域包含一個圓柱形的篩網狀的陽極(5)和一個位于中心的離子收集器(4),該離子收集器包括一直的軸向細絲。電流計(11)測量反映在反應區域(3)中氣體密度的離子收集器電流(IIC),同時將門電壓(VG)保持在發射層(7)的地電壓與較高的陽極電壓(VA)之間,并且調節門電壓,其方式使得將陽極電流(IA)保持不變。發射層(7)可包括碳納米管,金剛石狀的碳,一種金屬或一種金屬混合物,或者一種半導體材料,半導體材料例如是可以比如用碳化物或鉬涂布的硅。然而,發射表面也可是例如被化學刻蝕過程變粗糙的側壁的內表面的一部分。門(9)可以是一種篩網,或者,它可以包括覆蓋分布在發射區上的隔離器的金屬薄膜小片或覆蓋設置在發射表面上的電子可穿透層的一層金屬薄膜。
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