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문제 정의
- p>CNT emitter는 일반적인 열전자 방출 음극에 비해 매우 우수한 물리적 특성을 가지고 있으며 이에 따라 최근 X-ray 소스분야에의 응용연구가 진행되고 있으며, 본 연구에서는 CNT를 전자방출 소자로 사용한 X-선관의 triode 모델 4종류를 디자인하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 Triode 구조에 따른 초점 크기를 비교분석하고자 한다. 기본적인 X-선관 triode는 전자 방출원 역할을 하는 cathode부, 전압을 인가해 cathode로부터의 전자 방출양을 제어하는 gate부, 고압의 전원을 인가해 방출된 전자를 가속시키고 전자와의 출동에 의해 실제 X-선이 발생되는 anode의 3부분으로 이루어진다.
- 그림 3의 그래프에 모델별 최소 초점크기를 비교하였으며, 오목한 형태의 cathode 모델이 구조적 간결성이나 초점성능에서 가장 우수한 성능을 보여주었다. 따라서 향후 오목한 형태의 cathode 모델을 더욱 최적화 시켜 나가고자 한다.
가설 설정
- 본 연구에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 위해 Vector Field사의 상용 전자장 해석툴인 OPERA 3D를 사용하여 triode를 모델링하고 그 결과를 3차원으로 확인하였다. 효율적인 시뮬레이션을 위해 본 연구에서는 개별적인 랜덤한 CNT들의 세밀한 기하학적 구조와 특성을 일일이 모델링 하지 않고 CNT 레이어를 전자방출면으로 가정하였으며, 전자방출 파라미터로는 emitter type은 Fowler-Nordheim, 온도는 1,200K, 일함수는 4.5eV, field enhancement factor는 1000으로 설정하였다. 모든 모델의 anode 전압은 3kV, cathode 전압은 OV로 고정하였으며 각 모델별로 초점성능에 많은 영향을 주는 요소를 변화 시켜 가며 시뮬레이션을 수행하였으며 그림2에 각 모델의 시뮬레이션 결과를 나타내었다.
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