JP5794598B2 - 六ホウ化金属冷電界エミッター、その製造方法及び電子銃 - Google Patents
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Description
J=c1F2/φ exp(−c2φ3/2/F) (1)
によって表すことができる。ここで、変数F及びφはそれぞれ局所的な電界強度及びエミッター材料の仕事関数であり、c1及びc2は実際の動作条件下では定数であるとして取り扱うことができる。CFEの時間的コヒーレンスはエミッターのエネルギーの広がりとして特徴付けることができるが、これは以下のように表すことができる。
ΔE=c3 F/φ1/2 (2)
ここで、c3は定数である。従って、放射電流密度Jは、式(1)と式(2)を組み合わせて下式(3)を得ることにより、二つの独立変数φ及びΔEの関数であると見なすことができる。
J=c4ΔE2exp(−c5f/ΔE) (3)
ここで、c4及びc5は式の誘導過程で現れた定数部分をまとめた複合定数である。式(3)より、仕事関数が低いほど、高い放射電流密度及びそれと同時に小さなエネルギーの広がりがもたらされることが導かれる。
ここで、前記ナノロッドは<100>方向に伸びた単結晶であってよい。
また、前記先端は半球状に成形されていてよい。
また、前記ナノロッドの直径は10〜300nmの範囲であってよい。
また、前記六ホウ化金属はLaB6であってよい。
本発明の他の側面によれば、六ホウ化金属のナノロッドの先端に形成された金属終端(100)面を水素に曝露することによって安定化する、六ホウ化金属冷電界エミッターの製造方法が与えられる。
ここで、前記水素への曝露は150K以下で行ってよい。
また、前記金属終端(100)面は、前記ナノロッドの先端に形成されたB終端(100)面に正電圧を印加することによって形成してよい。
また、前記金属終端(100)面は、前記ナノロッドの先端に形成されたB終端(100)面にNeの存在下で電界蒸発処理を施すことによって形成してよい。
また、前記ナノロッドは<100>方向に伸びた六ホウ化金属単結晶であってよい。
また、前記ナノロッドの先端を半球状に成形することにより、前記先端の中心部にB終端(100)面を形成してよい。
また、前記半球状の成形は前記ナノロッドの先端に電界蒸発処理を施すことによって行ってよい。
また、前記半球状の成形のための前記電界蒸発処理は水素の存在下で行ってよい。
本発明の更に他の側面によれば、前記何れかの六ホウ化金属冷電界エミッターを設けた電子銃が与えられる。
ここで、前記電子銃は、電気絶縁性を有する熱伝導体を介して前記六ホウ化金属冷電界エミッターに接続された冷却装置と、水素を導入する水素ノズルとを設けてよい。
103:電子/イオンイメージング装置
105、205:電気絶縁体/熱伝導体
107,207:コールドヘッド
109,209:水素ノズル
111,211:チャンバー
113,213:電子ビーム
115,215:バイポーラ電源
217:引出電極
Claims (15)
- 先端に水素による安定化処理を施した金属終端(100)表面を有する六ホウ化金属のナノロッドを設けた、六ホウ化金属冷電界エミッター。
- 前記ナノロッドは<100>方向に伸びた単結晶である、請求項1に記載の六ホウ化金属冷電界エミッター。
- 前記先端は半球状に成形されている、請求項1または2に記載の六ホウ化金属冷電界エミッター。
- 前記ナノロッドの直径は10〜300nmの範囲である、請求項1から3の何れかに記載の六ホウ化金属冷電界エミッター。
- 前記六ホウ化金属はLaB6である、請求項1から4の何れかに記載の六ホウ化金属冷電界エミッター。
- 六ホウ化金属のナノロッドの先端に形成された金属終端(100)面を水素に曝露することによって安定化する、六ホウ化金属冷電界エミッターの製造方法。
- 前記水素への曝露は150K以下で行う、請求項6に記載の六ホウ化金属冷電界エミッターの製造方法。
- 前記金属終端(100)面は、前記ナノロッドの先端に形成されたB終端(100)面に正電圧を印加することによって形成される、請求項6または7に記載の六ホウ化金属冷電界エミッターの製造方法。
- 前記金属終端(100)面は、前記ナノロッドの先端に形成されたB終端(100)面にNeの存在下で電界蒸発処理を施すことによって形成される、請求項8に記載の六ホウ化金属冷電界エミッターの製造方法。
- 前記ナノロッドは<100>方向に伸びた六ホウ化金属単結晶である、請求項8または9に記載の六ホウ化金属冷電界エミッターの製造方法。
- 前記ナノロッドの先端を半球状に成形することにより、前記先端の中心部にB終端(100)面を形成する、請求項8から10の何れかに記載の六ホウ化金属冷電界エミッターの製造方法。
- 前記半球状の成形は前記ナノロッドの先端に電界蒸発処理を施すことによって行われる、請求項11に記載の六ホウ化金属冷電界エミッターの製造方法。
- 前記半球状の成形のための前記電界蒸発処理は水素の存在下で行われる、請求項12に記載の六ホウ化金属冷電界エミッターの製造方法。
- 請求項1から5の何れかに記載の六ホウ化金属冷電界エミッターを設けた電子銃。
- 電気絶縁性を有する熱伝導体を介して前記六ホウ化金属冷電界エミッターに接続された冷却装置と、
水素を導入する水素ノズルと
を設けた、請求項14に記載の電子銃。
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