Field emitter array
فیلڈ ایمیٹر ایرے (ایف ای اے) بڑے ایریا فیلڈ الیکٹران سورس کی ایک خاص شکل ہے۔ ایف ای اے سلکان سبسٹریٹ پر لیتھوگرافک تکنیکوں کے ذریعے تیار کیے جاتے ہیں جو انٹیگریٹڈ سرکٹس کی تشکیل میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان کی ساخت بہت سے انفرادی، اسی طرح کے، چھوٹے فیلڈ الیکٹران کے اخراج پر مشتمل ہوتی ہے، جو عام طور پر باقاعدہ دو جہتی نمونے میں منظم ہوتے ہیں۔ ایف ای اے کو "فلم" یا "چٹائی" قسم کے بڑے علاقے کے ذرائع سے ممتاز کرنے کی ضرورت ہے، جہاں مواد کی ایک پتلی فلم جیسی پرت کو سبسٹریٹ پر جمع کیا جاتا ہے، یکساں جمع کرنے کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے، اس امید یا توقع میں کہ (اس عمل میں شماریاتی بے ضابطگیوں کے نتیجے میں) اس فلم میں انفرادی اخراج کے مقامات کی کافی بڑی تعداد ہوگی۔ اسپنڈ صف اصل فیلڈ ایمیٹر صف اسپنڈ صف تھی، جس میں انفرادی فیلڈ ایمیٹر چھوٹے تیز مولیبڈینم شنک ہوتے ہیں۔ ہر ایک کو آکسائڈ فلم میں ایک سلنڈریکل خلا کے اندر جمع کیا جاتا ہے، جس میں فلم کے اوپری حصے پر ایک کاؤنٹر الیکٹروڈ جمع ہوتا ہے۔ کاؤنٹر الیکٹروڈ (جسے "گیٹ" کہا جاتا ہے) میں ہر مخروطی اخراج کے لیے ایک الگ سرکلر یپرچر ہوتا ہے۔ اس ڈیوائس کا نام چارلس اے اسپنڈٹ کے نام پر رکھا گیا ہے، جس نے ایس آر آئی انٹرنیشنل میں یہ ٹیکنالوجی تیار کی تھی، جس نے پہلا مضمون شائع کیا تھا جس میں 1968 میں ایک ویفر پر تیار کردہ ایک ایمیٹر ٹپ مائیکرو فیبریکیٹ کو بیان کیا گیا تھا۔ اسپنڈ، شولڈرز اور ہینک نے 1970 میں ایک ویکیوم ڈیوائس کے لیے یو ایس پیٹنٹ دائر کیا جس میں ایمیٹر ٹپس کی ایک صف شامل تھی۔ ہر انفرادی شنک کو اسپنڈ ٹپ کہا جاتا ہے۔ چونکہ اسپنڈ ٹپس میں تیز اشارے ہوتے ہیں، اس لیے وہ نسبتا کم گیٹ وولٹیج (100 V سے کم) کا استعمال کرتے ہوئے ایک اعلی مقامی برقی میدان پیدا کر سکتے ہیں۔ لیتھوگرافک مینوفیکچرنگ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے، انفرادی اخراج کاروں کو ایک دوسرے کے انتہائی قریب پیک کیا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں 2 × 107 اے/ایم 2 تک کی اعلی اوسط (یا "میکروسکوپک") موجودہ کثافت ہوتی ہے۔ اسپنڈ قسم کے اخراج کاروں میں اخراج کی شدت زیادہ ہوتی ہے اور دیگر ایف ای اے ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں زیادہ تنگ کونیی تقسیم ہوتی ہے۔ نینو-اسپنڈ صف نینو-اسپنڈ صف روایتی اسپنڈ قسم کے اخراج کے ارتقاء کی نمائندگی کرتی ہیں۔ ہر ایک ٹپ کی شدت کئی درجے چھوٹی ہوتی ہے ؛ اس کے نتیجے میں، گیٹ وولٹیج کم ہو سکتا ہے، کیونکہ ٹپ سے گیٹ تک کا فاصلہ کم ہو جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، ہر ایک نوک سے نکالا جانے والا کرنٹ کم ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں وشوسنییتا بہتر ہوتی ہے۔ کاربن نینو ٹیوب (سی این ٹی) صفوں ایف ای اے کی ایک متبادل شکل آکسائڈ فلم میں خالی جگہیں بنا کر (جہاں تک اسپنڈ صف کا تعلق ہے) بنائی جاتی ہے اور پھر ہر خالی جگہوں میں ایک یا زیادہ کاربن نینو ٹیوب (سی این ٹی) کو بڑھانے کے لیے معیاری طریقوں کا استعمال کیا جاتا ہے۔ "فری اسٹینڈنگ" سی این ٹی صفوں کو بڑھانا بھی ممکن ہے۔ ایپلی کیشنز بنیادی طور پر بہت چھوٹے الیکٹران بیم جنریٹر، ایف ای اے، بہت سے مختلف ڈومینز میں لاگو کیے گئے ہیں۔ ایف ای اے کو فلیٹ پینل ڈسپلے بنانے کے لیے استعمال کیا گیا ہے (جہاں انہیں فیلڈ ایمیشن ڈسپلے (یا "نینو ایمیسو ڈسپلے") کے نام سے جانا جاتا ہے۔ انہیں مائکروویو جنریٹرز اور آر ایف مواصلات میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، جہاں وہ ٹریولنگ ویو ٹیوبوں (ٹی ڈبلیو ٹی) میں کیتھوڈ کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ حال ہی میں، ایکس رے ٹیوبوں میں فیلڈ ایفیکٹ صفوں کو کولڈ کیتھوڈ کے طور پر استعمال کرنے میں نئی دلچسپی پیدا ہوئی ہے۔ ایف ای اے روایتی تھرمیونک کیتھوڈز کے مقابلے میں متعدد ممکنہ فوائد پیش کرتے ہیں، جن میں کم بجلی کی کھپت، فوری تبدیلی، اور کرنٹ اور وولٹیج کی آزادی شامل ہیں۔ حوالہ جات یہ بھی دیکھیں فیلڈ اخراج ڈسپلے فیلڈ الیکٹران اخراج ویکیوم ٹیوبیں فیلڈ الیکٹران کے اخراج کا استعمال کرتے ہوئے کولڈ کیتھوڈ ویکیوم ٹیوبیں