JP2009117204A - Electron source and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron source and its manufacturing method using metal inactive to chemical reaction caused by carbon brittleness and oxidation such as platinum causing little chemical change with carbon, for a part supporting a carbon nanotube, in order to eliminate geometric instability of an interface of the carbon nanotube and a metal base material, which causes image shake. <P>SOLUTION: The electron source is formed by joining the carbon nanotube 3 to a metal filament 1 of such as platinum or palladium which is inactive to the chemical reaction caused by carbon brittleness and oxidation through carbon-based adhesive. Alternately, the electron source is formed by joining the carbon nanotube to a metal needle of such as platinum or palladium inactive to the chemical reaction caused by carbon brittleness and oxidation, and is provided on a V-shaped conductive metal filament base material through the carbon-based adhesive. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子源およびその製造方法に係わり、特に、電子顕微鏡もしくは電子線描画装置に用いられる電界電子放出源、熱電子放出源、またはショットキー電子放出源などの電子ビーム陰極に用いられる電子源およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an electron source and a method for manufacturing the same, and more particularly, an electron used for an electron beam cathode such as a field electron emission source, a thermal electron emission source, or a Schottky electron emission source used in an electron microscope or an electron beam drawing apparatus. Source and its manufacturing method.

現在、電子レンズや収差補正システムなどの技術が進み、電子顕微鏡などの電子線応用装置の高分解能や加工精度限界は陰極自体が持つビームサイズの直径やエネルギーのばらつきで限界を迎えている。この限界を引き上げるために、様々な材料、形状の新しい陰極の開発が世界中で進められている。
カーボンナノチューブを用いた電子ビーム陰極に関して例示すると、カーボンナノチューブは電子放出にとって有利な微細な形状を持つため、低い電圧で電子を放出することが可能であり、また、炭素は物理的にも強靱な結合で化学的に不活性であることから従来よりも高い真空圧力でも動作可能であるため、次世代の有望な電子源材料として、多くの研究がなされている。以下に代表的な例を紹介する。 At present, technologies such as electron lenses and aberration correction systems have advanced, and the limits of high resolution and processing accuracy of electron beam applications such as electron microscopes are limited by variations in beam size diameter and energy of the cathode itself. In order to raise this limit, new cathodes of various materials and shapes are being developed all over the world.
As an example of an electron beam cathode using carbon nanotubes, since carbon nanotubes have a fine shape advantageous for electron emission, it is possible to emit electrons at a low voltage, and carbon is physically strong. Because it is chemically inert due to bonding, it can operate at a higher vacuum pressure than before, so much research has been conducted as a promising next-generation electron source material. Below are some typical examples.

非特許文献1には、カーボンナノチューブ先端から放出された電子ビームの輝度をフレネル干渉で計測し、カーボンナノチューブ電子源が従来材料のタングステンよりも輝度が高いことが開示されている。また、非特許文献２には、カーボンナノチューブ電子源をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査型電子顕微鏡）に搭載して動作させ、カーボンナノチューブが高い真空圧力でも動作することが開示されている。上記のごとく、近年、カーボンナノチューブを用いた電子ビーム陰極のについて多くの研究成果が報告されている。   Non-Patent Document 1 discloses that the brightness of an electron beam emitted from the tip of a carbon nanotube is measured by Fresnel interference, and the brightness of a carbon nanotube electron source is higher than that of tungsten, which is a conventional material. Non-Patent Document 2 discloses that a carbon nanotube electron source is mounted on a SEM (Scanning Electron Microscope) and operated so that the carbon nanotube operates even at a high vacuum pressure. As described above, in recent years, many research results have been reported on electron beam cathodes using carbon nanotubes.

非特許文献２に示すように、本件発明者らは、走査型電子顕微鏡にカーボンナノチューブ電子源を搭載し撮像に成功した。非特許文献２で紹介されている手法は、単一本の多層カーボンナノチューブをタングステン針に特許文献１に記載された方法で固定化して作製したものである。この手法で作製したカーボンナノチューブ陰極は、良好な像が撮像できる瞬間もあるが、概ね安定した像が得られなかった。そこで、安定性を改善するために、非特許文献２に記載されているように電流を低い値に制限する工夫や、特許文献２で紹介されるようにカーボンナノチューブとタングステンとの界面抵抗を改善させるような対策が考えられてきた。これらの方法で電流の安定性については改善でき、結果として輝度むらを解消することが可能になった。   As shown in Non-Patent Document 2, the present inventors succeeded in imaging by mounting a carbon nanotube electron source on a scanning electron microscope. The technique introduced in Non-Patent Document 2 is produced by fixing a single multi-walled carbon nanotube to a tungsten needle by the method described in Patent Document 1. The carbon nanotube cathode produced by this method has a moment when a good image can be taken, but a generally stable image cannot be obtained. Therefore, in order to improve the stability, a device for limiting the current to a low value as described in Non-Patent Document 2 and an interface resistance between carbon nanotube and tungsten as introduced in Patent Document 2 are improved. Measures have been conceived to make it happen. With these methods, the stability of current can be improved, and as a result, uneven brightness can be eliminated.

しかし、実際にカーボンナノチューブ電子源を応用した場合、上記のようなエミッション電流の安定化を施しても、像が揺れて、撮像対象の形が歪むという不具合が起こり、安定した撮像が不可能であった。この像揺れは、カーボンナノチューブが機械的に動くことにより、電子ビームの軸が動き、一定の場所に定まらないために起こると考えられる。非特許文献２や特許文献２による対策では、この現象を抑制できない。また、カーボンナノチューブとそれを支持する基材が強い材料であってもその接合部分が化学反応や物理的な衝撃に対して強いとは限らないため、微少な電子源と基材との間の接合面も問題となる。
特開２００２−１６２３３６号公報 特開２００６−２６９４４３号公報 Niels et al. : Nature, ２８（２００２）、３９３. H. Suga, T. Shimizu et al : Surface and Interface Analysis. ３８（２００６）、１７６３ However, when the carbon nanotube electron source is actually applied, even if the emission current is stabilized as described above, there is a problem that the image is shaken and the shape of the imaging target is distorted, and stable imaging is impossible. there were. This image fluctuation is considered to occur because the axis of the electron beam moves due to the mechanical movement of the carbon nanotubes and is not fixed at a certain place. The measures according to Non-Patent Document 2 and Patent Document 2 cannot suppress this phenomenon. In addition, even if the carbon nanotube and the base material supporting it are strong materials, the joint portion is not necessarily strong against chemical reaction or physical impact, so there is little space between the minute electron source and the base material. The joint surface also becomes a problem.
JP 2002-162336 A JP 2006-269443 A Niels et al .: Nature, 28 (2002), 393. H. Suga, T. Shimizu et al: Surface and Interface Analysis. 38 (2006), 1763

カーボンナノチューブとそれを支持するタングステン基材はそれぞれ強い材料であるが、その接合部分では接着剤やカーボンナノチューブに含まれる炭素とタングステンとの間で化学反応が起こり、脆弱な炭化タングステンが形成される。炭化タングステンは衝撃に対して脆いので、この接合面が機械的に変形し易くなり、その変形に伴って電子放出場所を揺らしてしまうと考えられる。   Carbon nanotubes and the tungsten substrate that supports them are strong materials, but at the joints, a chemical reaction occurs between the adhesive and the carbon and tungsten contained in the carbon nanotubes, forming brittle tungsten carbide. . Since tungsten carbide is fragile to impact, the joint surface is likely to be mechanically deformed, and it is considered that the electron emission site is shaken with the deformation.

本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、像揺れの原因であるカーボンナノチューブと金属母材の界面の幾何学的な不安定性を排除するために、炭素との化学的な変化がほとんど起こらないプラチナなどの炭素脆性や酸化による化学的反応に不活性な金属をカーボンナノチューブを支持する部分に用いた電子源およびその製造方法を提供することにある。   In view of the above problems, the object of the present invention is that there is almost no chemical change with carbon in order to eliminate the geometric instability of the interface between the carbon nanotube and the metal base material, which is the cause of image fluctuation. An object of the present invention is to provide an electron source using a metal inert to a chemical reaction due to carbon brittleness or oxidation, such as platinum, which does not occur, and a method for producing the same.

本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、炭素脆性や酸化による化学的反応に不活性な金属フィラメントに炭素系接着剤を介してカーボンナノチューブを接合したことを特徴とする電子源である。
第２の手段は、第１の手段において、前記金属フィラメントがプラチナまたはパラジウムであることを特徴とする電子源である。
第３の手段は、Ｖ字型の導電性金属フィラメント基材に備え付けられる炭素脆性や酸化による化学的反応に不活性な金属針に炭素系接着剤を介してカーボンナノチューブを接合したことを特徴とする電子源である。
第４の手段は、第３の手段において、前記金属針がプラチナまたはパラジウムであることを特徴とする電子源である。
第５の手段は、第１の手段ないし第４の手段のいずれか１つの手段において、前記炭素系接着剤は、導電性を有することを特徴とする電子源である。
第６の手段は、炭素脆性や酸化による化学的反応に不活性な金属フィラメントを形成する工程と、前記金属フィラメントの先端部に炭素成分を含んだ導電性接着剤を少量付着させる工程と、カーボンナノチューブを前記導電性接着剤の付着部分に接合する工程と、前記金属フィラメントに通電加熱して前記導電性接着剤を加熱固化させる工程とからなることを特徴とする電子源の製造方法である。
第７の手段は、タングステン線フィラメントを形成する工程と、前記タングステン線フィラメントの中央先端部に、炭素脆性や酸化による化学的反応に不活性な金属線を接合する工程と、前記金属線の前記接合箇所から所定距離離れた箇所を切断し、該切断箇所に炭素成分を含んだ導電性接着剤を少量付着させる工程と、カーボンナノチューブを前記導電性接着剤の付着部分に接合する工程と、前記タングステン線フィラメントに通電加熱して前記導電性接着剤を加熱固化させる工程とからなることを特徴とする電子源の製造方法である。
第８の手段は、第６の手段または第７の手段において、前記カーボンナノチューブを前記導電性接着剤に接合する際に、前記導電性接着剤を２回以上接着固化する行程を含むことを特徴とする電子源の製造方法である。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The first means is an electron source characterized in that carbon nanotubes are bonded to a metal filament inert to a chemical reaction due to carbon brittleness or oxidation via a carbon-based adhesive.
The second means is the electron source according to the first means, wherein the metal filament is platinum or palladium.
A third means is characterized in that carbon nanotubes are bonded via a carbon-based adhesive to a metal needle that is attached to a V-shaped conductive metal filament base material and inert to a chemical reaction due to carbon brittleness or oxidation. It is an electron source.
A fourth means is the electron source according to the third means, wherein the metal needle is platinum or palladium.
A fifth means is the electron source according to any one of the first means to the fourth means, wherein the carbon-based adhesive has conductivity.
The sixth means includes a step of forming a metal filament that is inert to a chemical reaction due to carbon brittleness or oxidation, a step of attaching a small amount of a conductive adhesive containing a carbon component to the tip of the metal filament, It is a method for manufacturing an electron source, comprising: a step of bonding a nanotube to a portion to which the conductive adhesive is attached; and a step of heating and solidifying the conductive adhesive by energizing and heating the metal filament.
Seventh means includes a step of forming a tungsten wire filament, a step of bonding a metal wire inactive to a chemical reaction due to carbon brittleness or oxidation, to the central tip of the tungsten wire filament, and the metal wire Cutting a location a predetermined distance away from the joining location, attaching a small amount of a conductive adhesive containing a carbon component to the cutting location, joining the carbon nanotubes to the attached portion of the conductive adhesive, and A method of manufacturing an electron source comprising: a step of energizing and heating a tungsten wire filament to heat and solidify the conductive adhesive.
The eighth means includes a step of bonding and solidifying the conductive adhesive twice or more when the carbon nanotube is bonded to the conductive adhesive in the sixth means or the seventh means. This is a method for manufacturing an electron source.

本発明によれば、カーボンナノチューブが機械的に動かなくなり、電子ビームの位置ずれを抑制することが可能になり、最終的には走査型電子顕微鏡などに搭載した場合は分解能、電子線描画装置に搭載された場合は加工精度の性能を向上させることができる。また、陰極を炭素成分の多い真空装置へ搭載し電子銃として使用した際の電子ビームゆれの問題を解決することができ、カーボンナノチューブ陰極の低真空度環境での使用可能性が向上させることができる。   According to the present invention, the carbon nanotubes are not mechanically moved, and it is possible to suppress the positional deviation of the electron beam. Finally, when mounted on a scanning electron microscope or the like, the resolution can be improved. When mounted, the performance of machining accuracy can be improved. In addition, it can solve the problem of electron beam fluctuation when the cathode is mounted on a vacuum apparatus with a large amount of carbon and used as an electron gun, and the availability of the carbon nanotube cathode in a low vacuum environment can be improved. it can.

図１は、フィラメント型のカーボンナノチューブ陰極の製造方法を示す図である。
まず、図１（ａ）に示すように、タングステンフィラメントを参考にして、φ０．１ｍｍ、長さ１６ｍｍのプラチナ線（またはパラジウム線）１を折り曲げて、同図寸法の形状を有するプラチナ線（またはパラジウム線）フィラメント１を形成する。次に、図１（ｂ）に示すようにプラチナ線（またはパラジウム線）フィラメント１の先端部２を先鋭化するように加工する。次に、図１（ｃ）に示すように、２端子をもつセラミック製のガイシ３にプラチナ（またはパラジウム）フィラメント１を取り付ける。次に、プラチナ（またはパラジウム）フィラメント１の先端部２に炭素成分を含んだ導電性接着剤を少量付着させ、カーボンナノチューブを前記導電性接着剤の付着部分に接合させる。その後、ガイシ３の２端子に電圧を印加してプラチナ（またはパラジウム）フィラメント１を通電加熱し、導電性接着剤を加熱固化させ、フィラメント型のカーボンナノチューブ陰極を得る。なお、カーボンナノチューブを導電性接着剤に接合する際に、導電性接着剤を２回以上接着固化する行程を含むようにしてもよい。 FIG. 1 is a diagram showing a method for producing a filament-type carbon nanotube cathode.
First, as shown in FIG. 1A, with reference to a tungsten filament, a platinum wire (or palladium wire) 1 having a diameter of 0.1 mm and a length of 16 mm is bent to form a platinum wire having a shape of the same figure (or Palladium wire) filament 1 is formed. Next, as shown in FIG.1 (b), it processes so that the front-end | tip part 2 of the platinum wire (or palladium wire) filament 1 may be sharpened. Next, as shown in FIG. 1C, a platinum (or palladium) filament 1 is attached to a ceramic insulator 3 having two terminals. Next, a small amount of a conductive adhesive containing a carbon component is attached to the tip 2 of the platinum (or palladium) filament 1 to bond the carbon nanotubes to the conductive adhesive. Thereafter, a voltage is applied to the two terminals of the insulator 3 to heat the platinum (or palladium) filament 1 by energization, and the conductive adhesive is heated and solidified to obtain a filament-type carbon nanotube cathode. In addition, when joining a carbon nanotube to a conductive adhesive, you may make it include the process of adhering and solidifying a conductive adhesive twice or more.

図２は、ニードル型のカーボンナノチューブ陰極の製造方法を示す図である。
まず、図２（ａ）に示すように、φ０．１ｍｍのタングステン線４を折り曲げて、同図形状を有するタングステン線フィラメント４を形成する。次に、タングステン線フィラメント４に、φ０．１ｍｍのプラチナ線（またはパラジウム線）５をタングステン線フィラメント４の中央にスポット溶接にて接合する。次に、図２（ｂ）に示すように、２端子をもつセラミック製のガイシ６にタングステンフィラメント４を取り付ける。次に、図２（ｃ）に示すように、プラチナ線（またはパラジウム線）５を溶接部分から約５ｍｍ離れた箇所をニッパーなどで斜めにカットする。次に、図２（ｄ）に示すように、プラチナ線（またはパラジウム線）５の先端に炭素成分を含んだ導電性接着剤を少量付着させる。その後、カーボンナノチューブを前記導電性接着剤の付着部分に接合する。次に、セラミック製のガイシ６の２端子に電圧を印加してフィラメント４を通電加熱し、導電性接着剤を加熱固化させ、ニードル型のカーボンナノチューブ陰極を得る。なお、カーボンナノチューブを導電性接着剤に接合する際に、導電性接着剤を２回以上接着固化する行程を含むようにしてもよい。 FIG. 2 is a diagram showing a method for producing a needle-type carbon nanotube cathode.
First, as shown in FIG. 2A, a tungsten wire 4 having a diameter of 0.1 mm is bent to form a tungsten wire filament 4 having the same shape. Next, a platinum wire (or palladium wire) 5 having a diameter of 0.1 mm is joined to the tungsten wire filament 4 at the center of the tungsten wire filament 4 by spot welding. Next, as shown in FIG. 2B, the tungsten filament 4 is attached to a ceramic insulator 6 having two terminals. Next, as shown in FIG. 2C, the platinum wire (or palladium wire) 5 is cut obliquely with a nipper or the like at a location about 5 mm away from the welded portion. Next, as shown in FIG. 2 (d), a small amount of a conductive adhesive containing a carbon component is attached to the tip of the platinum wire (or palladium wire) 5. Thereafter, the carbon nanotubes are bonded to the portion where the conductive adhesive is attached. Next, a voltage is applied to the two terminals of the ceramic insulator 6 to heat and heat the filament 4 to heat and solidify the conductive adhesive to obtain a needle-type carbon nanotube cathode. In addition, when joining a carbon nanotube to a conductive adhesive, you may make it include the process of adhering and solidifying a conductive adhesive twice or more.

次に、試作した電子銃をＳＥＭに搭載した際の電子源の安定性評価について説明する。
図３は、従来技術に係るフィラメント型のタングステン陰極と本発明に係るフィラメント型のプラチナ上のカーボンナノチューブ陰極を用いた電子銃の撮像結果を示す図である。
同図に示すように、フィラメント型のタングステン陰極を用いた場合は、像に歪みが発生しており、分解能を確保することができなかった。それに対して、フィラメント型のプラチナ上のーボンナノチューブ陰極を用いた場合は、像の歪みが消え、１０ｎｍの分解能で撮像することができた。 なお、撮影条件は、加速電圧４．９ｋＶである。 Next, the stability evaluation of the electron source when the prototype electron gun is mounted on the SEM will be described.
FIG. 3 is a diagram showing an imaging result of an electron gun using a filament type tungsten cathode according to the prior art and a carbon nanotube cathode on a filament type platinum according to the present invention.
As shown in the figure, when a filament type tungsten cathode was used, the image was distorted, and the resolution could not be secured. On the other hand, when the carbon nanotube cathode on the filament type platinum was used, the image distortion disappeared and an image could be taken with a resolution of 10 nm. Note that the imaging condition is an acceleration voltage of 4.9 kV.

図４は、従来技術に係るニードル型のタングステン陰極と本発明に係るニードル型のプラチナ上のカーボンナノチューブ陰極を用いた電子銃の撮像結果を示す図である。
同図に示すように、ニードル型のタングステン陰極を用いた場合は、像は激しい歪みが発生する。それに対して、ニードル型のプラチナ上のカーボンナノチューブ陰極を用いた場合は、歪みが顕著に消えている。なお、撮影条件は、加速電圧５．０ｋＶである。 FIG. 4 is a diagram showing an imaging result of an electron gun using a needle-type tungsten cathode according to the prior art and a needle-type carbon nanotube cathode on platinum according to the present invention.
As shown in the figure, when a needle-type tungsten cathode is used, the image is severely distorted. On the other hand, when the carbon nanotube cathode on the needle type platinum is used, the distortion is remarkably eliminated. The shooting condition is an acceleration voltage of 5.0 kV.

図５は、タングステンTip（フィラメント）の炭素脆化による形状変形を観察した図である。
通常、タングステンは高温で安定、かつ化学的にも安定とされているが、炭素に対しては約８００℃で炭素を吸収し始め脆化する。１４００〜１６００℃で炭化タングステンを形成する。カーボンナノチューブエミッタに利用されるタングステンの場合、カーボンナノチューブや炭素ペーストが炭素供給源として存在し、ＦＥ電流によるジュール熱で温度は８００℃付近になりうる。そこでは、タングステンがＷＯ3+４Ｃ→ＷＣ+３ＣＯという化学組成変化を生じやすい。つまり、炭素源がタングステンの周辺にあるのでタングステンの炭素脆化が起こり易い。炭素脆化の影響で、タングステンの幾何学形状が変化するため、そこに固定されていたカーボンナノチューブが機械的に動き、電放出場所も揺らぐものと考えられる。 FIG. 5 is a diagram observing shape deformation of tungsten tips (filaments) due to carbon embrittlement.
Normally, tungsten is stable at high temperatures and chemically stable. However, carbon begins to absorb carbon at about 800 ° C. and becomes brittle. Tungsten carbide is formed at 1400-1600 ° C. In the case of tungsten used for the carbon nanotube emitter, carbon nanotubes and carbon paste exist as a carbon supply source, and the temperature can be around 800 ° C. due to Joule heat generated by the FE current. In this case, tungsten tends to cause a chemical composition change of WO 3 + 4C → WC + 3CO. That is, since the carbon source is in the vicinity of tungsten, carbon embrittlement of tungsten is likely to occur. Since the geometric shape of tungsten changes due to the influence of carbon embrittlement, it is considered that the carbon nanotubes fixed on the tungsten mechanically move and the location of the electron emission fluctuates.

本発明では、炭素脆化を起こしにくい金属の代表としてのプラチナの先端に導電性接着剤を少量付着させ、その後、カーボンナノチューブを導電性接着剤の付着部分に接合させており、炭素脆化の影響を受けないようにしている。なお、プラチナ以外の炭素脆性を起こしにくい金属を用いても、安定なカーボンナノチューブ電子源を作製することができる．また、本電子源を並列に配列して作製した電子銃も本発明に包含される。なお、本発明のカーボンナノチューブ電子銃を組み込んで 走査型電子顕微鏡や電子ビーム描画装置が得られることはいうまでもない。   In the present invention, a small amount of a conductive adhesive is attached to the tip of platinum, which is a representative metal that hardly causes carbon embrittlement, and then carbon nanotubes are bonded to the attached portion of the conductive adhesive. I am trying not to be affected. In addition, a stable carbon nanotube electron source can be produced using metals other than platinum that are less likely to cause carbon brittleness. An electron gun produced by arranging the electron sources in parallel is also included in the present invention. Needless to say, a scanning electron microscope or an electron beam drawing apparatus can be obtained by incorporating the carbon nanotube electron gun of the present invention.

また、上記の実施例は、あくまでも本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の技術思想に基づく変形、他の態様は、当然本発明に包含されるものである。   Further, the above-described embodiments are merely for facilitating the understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Modifications and other aspects based on the technical idea of the present invention are naturally included in the present invention.

フィラメント型のカーボンナノチューブ陰極の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of a filament type carbon nanotube cathode. ニードル型のカーボンナノチューブ陰極の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of a needle-type carbon nanotube cathode. 従来技術に係るフィラメント型のタングステン陰極と本発明に係るフィラメント型のカーボンナノチューブ陰極を用いた電子銃の撮像結果を示す図である。It is a figure which shows the imaging result of the electron gun using the filament type tungsten cathode which concerns on a prior art, and the filament type carbon nanotube cathode which concerns on this invention. 従来技術に係るニードル型のタングステン陰極と本発明に係るニードル型のカーボンナノチューブ陰極を用いた電子銃の撮像結果を示す図である。It is a figure which shows the imaging result of the electron gun using the needle-type tungsten cathode which concerns on a prior art, and the needle-type carbon nanotube cathode which concerns on this invention. タングステンTip（フィラメント）の炭素脆化による形状変形の観察した図である。It is the figure which observed the shape deformation by the carbon embrittlement of tungsten Tip (filament).

符号の説明Explanation of symbols

１ プラチナ線（またはパラジウム線）
２ 先端部
３ ガイシ
４ タングステン線フィラメント
５ プラチナ線（またはパラジウム線）
６ ガイシ 1 Platinum wire (or palladium wire)
2 tip 3 insulator 4 tungsten wire filament 5 platinum wire (or palladium wire)
6 Insulation

Claims (8)

炭素脆性や酸化による化学的反応に不活性な金属フィラメントに炭素系接着剤を介してカーボンナノチューブを接合したことを特徴とする電子源。   An electron source characterized in that carbon nanotubes are bonded to a metal filament inert to a chemical reaction due to carbon brittleness or oxidation via a carbon-based adhesive. 前記金属フィラメントがプラチナまたはパラジウムであることを特徴とする請求項１に記載の電子源。   The electron source according to claim 1, wherein the metal filament is platinum or palladium. Ｖ字型の導電性金属フィラメント基材に備え付けられる炭素脆性や酸化による化学的反応に不活性な金属針に炭素系接着剤を介してカーボンナノチューブを接合したことを特徴とする電子源。   An electron source characterized in that carbon nanotubes are bonded via a carbon-based adhesive to a metal needle inert to a chemical reaction caused by carbon brittleness or oxidation, which is provided on a V-shaped conductive metal filament base material. 前記金属針がプラチナまたはパラジウムであることを特徴とする請求項３に記載の電子源。   4. The electron source according to claim 3, wherein the metal needle is platinum or palladium. 前記炭素系接着剤は、導電性を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つの請求項に記載の電子源。   The electron source according to any one of claims 1 to 4, wherein the carbon-based adhesive has conductivity. 炭素脆性や酸化による化学的反応に不活性な金属フィラメントを形成する工程と、前記金属フィラメントの先端部に炭素成分を含んだ導電性接着剤を少量付着させる工程と、カーボンナノチューブを前記導電性接着剤の付着部分に接合する工程と、前記金属フィラメントに通電加熱して前記導電性接着剤を加熱固化させる工程とからなることを特徴とする電子源の製造方法。   A step of forming a metal filament that is inert to a chemical reaction due to carbon brittleness or oxidation, a step of attaching a small amount of a conductive adhesive containing a carbon component to the tip of the metal filament, and a conductive bonding of carbon nanotubes. A method of manufacturing an electron source, comprising: a step of bonding to a portion to which an agent is attached; and a step of heating and solidifying the conductive adhesive by energizing and heating the metal filament. タングステン線フィラメントを形成する工程と、前記タングステン線フィラメントの中央先端部に、炭素脆性や酸化による化学的反応に不活性な金属線を接合する工程と、前記金属線の前記接合箇所から所定距離離れた箇所を切断し、該切断箇所に炭素成分を含んだ導電性接着剤を少量付着させる工程と、カーボンナノチューブを前記導電性接着剤の付着部分に接合する工程と、前記タングステン線フィラメントに通電加熱して前記導電性接着剤を加熱固化させる工程とからなることを特徴とする電子源の製造方法。   A step of forming a tungsten wire filament; a step of bonding a metal wire inactive to a chemical reaction due to carbon brittleness or oxidation to a central tip of the tungsten wire filament; and a predetermined distance from the bonding portion of the metal wire. Cutting the cut portion, attaching a small amount of a conductive adhesive containing a carbon component to the cut portion, bonding the carbon nanotubes to the conductive adhesive attachment portion, and heating the tungsten wire filament by energization And a step of heating and solidifying the conductive adhesive. 前記カーボンナノチューブを前記導電性接着剤に接合する際に、前記導電性接着剤を２回以上接着固化する行程を含むことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電子源の製造方法。   8. The method of manufacturing an electron source according to claim 6, further comprising a step of bonding and solidifying the conductive adhesive twice or more when the carbon nanotubes are bonded to the conductive adhesive. .
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