Lantan hekzaborür kaplanan W/Mo/Ta tellerin termiyonik emisyon davranışları


ATİLA H. M., BOZTOPRAK Y., Tunaboylu B.

BOR DERGİSİ, cilt.8, sa.3, ss.114-121, 2023 (Scopus) identifier identifier

  • Yayın Türü: Makale / Tam Makale
  • Cilt numarası: 8 Sayı: 3
  • Basım Tarihi: 2023
  • Doi Numarası: 10.30728/boron.1272582
  • Dergi Adı: BOR DERGİSİ
  • Derginin Tarandığı İndeksler: Scopus, TR DİZİN (ULAKBİM)
  • Sayfa Sayıları: ss.114-121
  • Marmara Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Hekzaborürler arasında, düşük iş fonksiyonu (2,4-2,9 eV), yüksek erime sıcaklığı, düşük buharlaşma sıcaklığı ve yüksek kimyasal kararlılığı gibi eşsiz özellikleri ile lantan hekzaborür öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, elektron kaynağı olarak, LaB6 katotların magnetron sıçratma sistemi kullanılarak ince film filament olarak üretilmesi amaçlanmıştır. Alttaş olarak kullanılan molibden (Mo), tungsten (W) ve tantal (Ta) tellerin üzerine magnetron sıçratma sistemi kullanılarak lantan hekzabörür film kaplama gerçekleştirilmiştir. Fiziksel, kimyasal ve mikroyapı özellikler incelenmiştir. LaB6 kaplanmadan önce difüzyon bariyeri olarak grafit formunda karbon kaplaması yapılarak alttaş ile hedef malzeme arasında difüzyon bariyeri oluşturulmuştur. Elde edilen filmlerin termiyonik emisyon davranışları analiz edilmiş ve termiyonik emisyon ölçümlerinin iş fonksiyonu değeri 2,4 eV baz değeri olarak hesaplanmıştır. Bu çalışmada, tungsten alttaş tel üzerinde yapılan filmler için benzer bir sonuç elde edilmiş ve ortalama iş fonksiyonu değerleri gözlendi. Diğer alttaş tellerindeki filmlerde ise iş fonksiyonu değerlerinin yüksek olduğu gözlemlenmiştir.
Among the hexaborides, lanthanum hexaboride stands out with its unique properties, such as a low work function (2.4-2.9 eV), high melting temperature, low evaporation temperature, and high chemical stability. In this study, it was aimed to produce LaB6 cathodes as thin film filaments by using magnetron sputtering system as electron source. Lanthanum hexaboride film coating was performed on molybdenum (Mo), tungsten (W), and tantalum (Ta) wires used as substrates, using a magnetron sputtering system. The physical, chemical, and microstructural properties were analyzed and examined. Before applying the LaB6 coating, a diffusion barrier was created between the substrate and the target material by using carbon coating in the form of graphite. The thermionic emission behaviors of the resulting films were analyzed, and the work function value of the thermionic emission measurements was calculated as a base value of 2.4 eV. In this study, similar result for the film made on the tungsten substrate wire was obtained, with average work function values was observed. It was observed that the work function values were high in the films on the other substrate wires.