场发射电子枪发射仿真

宋学锋1, 韩康知2
1南方科技大学,深圳,广东,中国
2深圳国际量子研究院,深圳,广东,中国
Publié en 2026

概述:场发射电子枪是先进电子束设备中的主流电子束源,其在1800K的工作温度下通过数kV的提取电压与数百nm 针尖共同形成的提取电场(~109V/m)促进电子自针尖发射,而后电子在提取、聚焦、加速极的电场下加速聚焦形成可供使用的聚焦束。本研究在COMSOL中对该过程进行了仿真模拟,通过AC-DC模块求解静电场,使用线探针功能结合发射公式设置总发射束流和发射束流的分布,再使用粒子追踪功能对电子自阴极表面至阳极的路径进行求解,而后通过数据后处理获取电子束的关键信息。 结论:本模型可以对电子枪任意电极形状与电势参数下的电子束场发射情况进行仿真模拟,通过COMSOL内数据处理与导出后处理可以获得电子束的束斑半径、发射角、束流分布、亮度等关键信息。为电子枪的工程设计与工作参数选取提供重要参考。

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