无晶钻石材料及其使用和制造方法

摘要

本发明提供了一种无晶钻石电子发生器具有一至少部分被无晶钻石材料(5)覆盖的阴极(25)，和一结合在该阴极(25)和一阳极间(30)的中间构件(55)。该无晶钻石材料(5)包括至少大约90％的碳原子，该碳原子中有至少大约20％键结在扭曲四面体中。无晶钻石被覆层(5)有一与阴极(25)的一基板相接触的能量输入表面(10)，和一与该能量输入表面相对的一电子发射表面(15)。该电子发射表面(15)的粗糙度为大约10至大约1,000nm，且当一充足的能量输入时能够发射电子。该中间构件(55)能够被耦合至该无晶钻石被覆层(5)的电子发射表面(15)，以致于该中间构件(55)的材料的热传导率低于大约100W/mK及电阻率在20℃时低于大约80μΩ-cm。该无晶钻石电子发生器是一种具有改进电子发射特性的热电子发射设备。

主权项

1.一种无晶钻石电子发生器，其包括：一阴极，具有一基板，该基板上至少有一部分被一无晶钻石材料被覆层所覆盖，该无晶钻石材料包括至少90％的碳原子，该碳原子中有至少20％以扭曲四面体配位键结，该无晶钻石材料被覆层上形成有一与该基板接触的能量输入表面，且形成有一相对于能量输入表面的电子发射表面，该电子发射表面上形成有多数突出部而形成一粗糙面，该些突出部高度有10至1,000纳米，当一充分能量输入到无晶钻石材料内部时，该电子发射表面可发射电子；一中间构件，耦合至该无晶钻石材料被覆层的电子发射表面，该中间构件包括一材料具有低于100W/mK的热传导率及在20℃时低于80μΩ-cm的电阻率；及一阳极，耦合至该中间构件并与无晶钻石材料被覆层相对。