La caractéristique d'une cathode à membrane atomique est d'adsorber une fine couche d'un autre métal à la surface d'un métal, chargé positivement par rapport au métal de base. Cela forme une double couche avec des charges positives à l'extérieur, et le champ électrique de cette double couche peut accélérer le mouvement des électrons à l'intérieur du métal de base vers la surface, réduisant ainsi le travail d'échappement des électrons du métal de base et multipliant sa capacité d'émission d'électrons. Cette surface est appelée surface d'activation. Les principaux matériaux utilisés comme métaux de matrice sont :tungstène, molybdène, etnickel.
La méthode de formation de la surface activée est généralement la métallurgie des poudres. On ajoute au métal de base une certaine quantité d'oxyde d'un autre métal, moins électronégatif que celui-ci, et on en fait une cathode par un procédé spécifique. Lorsque cette cathode est chauffée sous vide et à haute température, l'oxyde métallique est réduit par le métal de base pour devenir un métal. Parallèlement, les atomes métalliques activés à la surface, réduits, s'évaporent rapidement à haute température, tandis que les atomes métalliques activés à l'intérieur diffusent continuellement vers la surface à travers les joints de grains du métal de base pour se compléter.
Date de publication : 12 octobre 2023