วัสดุปล่อยแคโทดโมลิบดีนัมธาตุหายาก

คุณสมบัติของแคโทดเมมเบรนอะตอมคือการดูดซับชั้นบาง ๆ ของโลหะอื่น ๆ บนพื้นผิวของโลหะชนิดหนึ่งซึ่งมีประจุบวกกับโลหะฐาน สิ่งนี้จะสร้างชั้นคู่ที่มีประจุบวกอยู่ด้านนอก และสนามไฟฟ้าของชั้นคู่นี้สามารถเร่งการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในโลหะฐานไปยังพื้นผิว จึงลดงานหลบหนีอิเล็กตรอนของโลหะฐานและเพิ่มความสามารถในการปล่อยอิเล็กตรอนได้หลายเท่า พื้นผิวนี้เรียกว่าพื้นผิวการกระตุ้น วัสดุหลักที่ใช้เป็นโลหะเมทริกซ์ ได้แก่ทังสเตน, โมลิบดีนัม, และนิกเกิล.

วิธีการก่อตัวของพื้นผิวที่เปิดใช้งานโดยทั่วไปคือการใช้ผงโลหะวิทยา เติมออกไซด์ของโลหะอื่นที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตี้ต่ำกว่าโลหะพื้นฐานในปริมาณหนึ่งลงในโลหะพื้นฐาน แล้วทำให้เป็นแคโทดผ่านกระบวนการประมวลผลบางอย่าง เมื่อแคโทดนี้ถูกทำให้ร้อนภายใต้สุญญากาศและอุณหภูมิสูง ออกไซด์ของโลหะจะถูกทำให้ลดลงโดยโลหะพื้นฐานเพื่อกลายเป็นโลหะ ในเวลาเดียวกัน อะตอมของโลหะที่เปิดใช้งานบนพื้นผิวที่ถูกทำให้ลดลงจะระเหยอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูง ในขณะที่อะตอมของโลหะที่เปิดใช้งานภายในจะแพร่กระจายไปยังพื้นผิวอย่างต่อเนื่องผ่านขอบเกรนของโลหะพื้นฐานเพื่อเสริม