冷阴极X射线管中高电子透过率栅网的设计研究文献综述

文献综述（或调研报告）：

X射线可以透过物体表面对其内部进行成像这一优异性能，在医疗、工业探伤、安检等方面都已经具有广泛的应用。在X射线源中，阴极电子产生的方式主要分为两种,通过热电子发射的热阴极和场致电子发射的冷阴极[1]。

传统的热电子发射电子源使用电子受热发射模式，无法实现电子束的快速开关，具有反应速度慢，寿命短，电子束方向性差等缺点，并不适用于脉冲驱动。

场发射冷阴极为电子源的X射线管，非常适合用于脉冲电源驱动。冷阴极X射线源通常由阴极、栅极和阳极三个部分组成。使用一些逸出功较低的材料作为阴极发射材料，在栅极施加电场的条件下，电子从阴极发射材料表面逸出，形成场致电子发射[2]。它的优势在于体积小，电子发射通过隧道效应产生，几乎没有能量消耗，发射效率高；由于不需要时刻维持高温加热，因此寿命长；场致发射只要电场足够强就可以进行电子发射，启动时间短，响应速度快。它可以通过电场瞬间调制场发射电子束而有可能实现快速成像，在低辐射剂量成像或者对运动物体的动态监测场合极具应用潜力，是现在研究的主流方向。

碳纳米管是理想的场发射阴极材料，是一维合成碳同素异形体，具有良好的机械性能，高导电性和导热性，高纵横比，化学稳定性。[3]中作者说明了几种用于CNT合成的方法，例如电弧放电，化学气相沉积（CVD）方法等，并介绍了对多壁碳纳米管束的垂直排列和场发射特性的调节。通过热化学气相沉积技术实现在Si衬底上垂直排列的碳纳米管束的生长。与许多其他传统光源相比，CNT是更好的场电子发射器。

[4]提到了一种具有优良场发射性能的新型聚合物。在不同结构中用作阴极的材料已经从金属到半导体演变为氧化物/硫化物。目前聚合物的使用研究有限，但一些论文已经证明了这类材料在场发射的应用前景，在现代显示系统中，可以通过较低的电能输入来提供良好的发光度。亚苯基亚乙烯基是一种具有优良场发射性能的新型聚合物，含有特定的氮化合物促进剂，表现出可逆的氧化还原性质。在1mu;A的恒定电流下，发射电流具有很强的稳定性。

[5]几何调制单层半导体的电子场发射。文中讨论了2D单层的增强电子发射的可能机制。通过对单层的几何控制，在低导通电场中实现了单层过渡金属二硫化物的高效稳定的电子发射，使得能够应用于电子源，开辟了研究几何调谐原子层的新途径。

[6]研究了激光对镍（Ni）表面形态和场发射性质的影响。