Journal of Experimental and Theoretical PhysicsJournal of Experimental and Theoretical Physics0044-45103034-641XRussian Academy of Science10.31857/S0044451024060038ELEKTROMEKhANIChESKIE AVTOKOLEBATEL'NYE SISTEMY S GIBKIMI AVTOELEKTRONNYMI EMITTERAMIЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ С ГИБКИМИ АВТОЭЛЕКТРОННЫМИ ЭМИТТЕРАМИKleshchV. I.КлещВ. И. kleshch_v_i_noemail@ras.ruObraztsovA. N.ОбразцовА. Н. obraztsov_a_n_noemail@ras.ruМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультетМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультет010620241656776783

Представлены результаты экспериментального и теоретического исследования эффекта возникновения электромеханических автоколебаний в системах, представляющих собой вакуумный диод с гибким автоэмиссионным катодом, в зависимости от его упругих свойств и способности к деформации. Экспериментально продемонстрирована возможность реализации автоколебательного режима для автоэлектронных эмиттеров на основе углеродных нанотрубок и алмазных микроигл. Разработана математическая модель электромеханических процессов, происходящих в рассматриваемых автоколебательных системах. На основе анализа совокупности полученных экспериментальных данных и моделирования показано, что эффект возбуждения автоколебаний в системе с гибким автоэмиссионным катодом определяется сочетанием параметров системы, обеспечивающих отрицательное значение эффективного коэффициента затухания. Рассмотрены потенциальные возможности практического использования автоколебаний автоэмиссионных катодов в различных микро- и наноэлектромеханических системах.

Представлены результаты экспериментального и теоретического исследования эффекта возникновения электромеханических автоколебаний в системах, представляющих собой вакуумный диод с гибким автоэмиссионным катодом, в зависимости от его упругих свойств и способности к деформации. Экспериментально продемонстрирована возможность реализации автоколебательного режима для автоэлектронных эмиттеров на основе углеродных нанотрубок и алмазных микроигл. Разработана математическая модель электромеханических процессов, происходящих в рассматриваемых автоколебательных системах. На основе анализа совокупности полученных экспериментальных данных и моделирования показано, что эффект возбуждения автоколебаний в системе с гибким автоэмиссионным катодом определяется сочетанием параметров системы, обеспечивающих отрицательное значение эффективного коэффициента затухания. Рассмотрены потенциальные возможности практического использования автоколебаний автоэмиссионных катодов в различных микро- и наноэлектромеханических системах.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-72-10067).Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-72-10067).Z. L. Wang, R. P. Gao, W. A. de Heer, and P. Poncharal, Appl. Phys. Lett. 80, 856 (2002).Y. Saito, K. Seko, and J. Kinoshita, Diam. Relat. Mat. 14, 1843 (2005).A. Ayari, P. Vincent, S. Perisanu, M. Choueib, V. Gouttenoire, M. Bechelany, D. Cornu, and S. T. Purcell, Nano Lett. 7, 2252 (2007).T. Barois, S. Perisanu, P. Vincent, S. T. Purcell, and A. Ayari, Phys. Rev. B 88, 195428 (2013).J. A. Weldon, B. Aleman, A. Sussman, W. Gannett, and A. K. Zettl, Nano Lett. 10, 1728 (2010).V. I. Kleshch, A. A. Zakhidov, A. N. Obraztsov, E.D.Obraztsova, and R. H. Baughman, Phys. Stat. Sol. B 246, 2658 (2009).V. I. Kleshch, A. N. Obraztsov, and E. D. Obraztsova, JETP Lett. 90, 464 (2009).V. I. Kleshch, A. N. Obraztsov, and E. D. Obraztsova, Carbon 48, 3895 (2010).V. I. Kleshch, R. R. Ismagilov, V. V. Mukhin, A. S.Orekhov, P. Poncharal, S. T. Purcell, and A.N.Obraztsov, Appl. Phys. Lett. 122, 144101 (2023).P. Vincent, F. Panciera, I. Florea, N. Blanchard, C. S.Cojocaru, M. Ezzedine, H. Taoum, S. Perisanu, P. De Laharpe, A. Ayari, J. Chaste, K. Saidov, U.Mirsaidov, S. T. Purcell, and P. Legagneux, Carbon 213, 118272 (2023).P. Vincent, F. Panciera, I. Florea, M. Ezzedine, M.-R. Zamfir, S. Perisanu, C. S. Cojocaru, N.Blanchard, D. Pribat, S. Purcell, and P. Legagneux, Proc. of 34th International Vacuum Nanoelectronics Conference (2021).A. N. Obraztsov, P. G. Kopylov, B. A. Loginov, M.A.Dolganov, R. R. Ismagilov, and N. V. Savenko, Rev. Sci. Instrum. 81, 013703 (2010).A. N. Obraztsov, P. G. Kopylov, A. L. Chuvilin, and N. V. Savenko, Diam. Relat. Mat. 18, 1289 (2009).A. Lobach, N. Spitsina, S. Terekhov, and E.Obraztsova, Phys. Sol. St. 44, 475 (2002).P. Vincent, S. Perisanu, A. Ayari, M. Choueib, V.Gouttenoire, M. Bechelany, A. Brioude, D. Cornu, and S. Purcell, Phys. Rev. B 76, 085435 (2007).Г. С. Горелик, Колебания и волны. Введение в акустику, радиофизику и оптику, Физматлит, Москва (2007).T. Natsuki, Electronics 6, 56 (2017).K. Jensen, K. Kim, and A. Zettl, Nat. Nanotechnol. 3, 533 (2008).J.-X. Shi, X.-W. Lei, and T. Natsuki, Sensors 21, 1907 (2021).K. Jensen, J. Weldon, H. Garcia, and A. Zettl, Nano Lett. 7, 3508 (2007).P. Vincent, P. Poncharal, T. Barois, S. Perisanu, V.Gouttenoire, H. Frachon, A. Lazarus, E. de Langre, E. Minoux, and M. Charles, Phys. Rev. B 83, 155446 (2011).Y. Saito, Nanostructured Carbon Electron Emitters and Their Applications, CRC Press (2022).Y. V. Pershin and S. Shevchenko, Nanotechnology 28, 075204 (2017).