Kaltkathode - definition von
Kaltkathode - definition von
Kaltkathode ist elektrode emittiert elektronen ohne die Notwendigkeit einer Heizung, im Gegensatz zu Glühkathoden, die hohe Temperaturen benötigen, um eine thermionische Emission. Die Emission im Falle einer Kaltkathode erfolgt durch Feldemission, sekundäremission oder Emission durch Wechselwirkung mit einem ionisierten Gas. Sie tritt am häufigsten auf unter den Bedingungen von elektrischen Entladung in einem Gas, wo ein starkes elektrisches Feld die Elektronen beschleunigt und sie von der Elektrodenoberfläche freisetzt.
Kaltkathoden werden in vielen Vakuum- und Gasgeräten verwendet, wie z. B. Leuchtstofflampen, entladungslampen, nixie-Kontrollleuchten, ionisationsmanometern oder Röntgen-strahlenquellen. In der modernen Technik werden sie auch in Kaltkathoden-Leuchtstofflampen (CCFL - Kaltkathoden-Leuchtstofflampe) Kaltkathoden-Leuchtstofflampe) und in einigen mikroskaligen Konstruktionen, auf der Basis von Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Halbleiter-Emittern.
Kaltkathodenkonstruktionen können auf Metallen mit geringer Elektronenaustrittsarbeit basieren, mikro-maßstäbe-Materialien, oder auf speziellen Schürzen mit Elektronenemissionseigenschaften. Der wichtigste Leistungsparameter ist der Wert des elektrischen Feldes, der zur Einleitung der Emission erforderlich ist, sowie die Haltbarkeit des Materials unter Ionenbeschussbedingungen.
Kaltkathoden haben den Vorteil der sofortigen Verfügbarkeit und des geringen Stromverbrauchs für Emissionszwecke, was sie für Anwendungen vorteilhaft macht, die ein schnelles Einschalten-und den Betrieb unter Vakuumbedingungen erfordern. Auf der anderen Seite, können ihre Nachteile in der begrenzten Lebensdauer im Vergleich zu Heißkathoden und der größeren Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Betriebsbedingungen, wie z.B. Gasdruck, temperatur und Grad der Elektrodenverschmutzung. In der Vakuumtechnik und mikroelektronik werden fortschrittliche Kaltkathodenlösungen entwickelt, die Materialeigenschaften mit einer präzisen Emittergeometrie verbinden.
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