JPH02204952A - X-ray generating hot cathode - Google Patents
X-ray generating hot cathodeInfo
- Publication number
- JPH02204952A JPH02204952A JP2369189A JP2369189A JPH02204952A JP H02204952 A JPH02204952 A JP H02204952A JP 2369189 A JP2369189 A JP 2369189A JP 2369189 A JP2369189 A JP 2369189A JP H02204952 A JPH02204952 A JP H02204952A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lanthanum hexaboride
- lanthanum
- hot cathode
- chip
- electron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract 1
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 abstract 1
- 150000002603 lanthanum Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000009763 wire-cut EDM Methods 0.000 description 2
- GNLJOAHHAPACCT-UHFFFAOYSA-N 4-diethoxyphosphorylmorpholine Chemical compound CCOP(=O)(OCC)N1CCOCC1 GNLJOAHHAPACCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000001015 X-ray lithography Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、X線を利用するX線リソグラフィー装置、生
体顕微鏡膜厚測定装置、X線回折装置などのX線発生用
熱陰極に関するものである。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a hot cathode for generating X-rays in an X-ray lithography device, a biological microscope film thickness measuring device, an X-ray diffraction device, etc. that utilizes X-rays. be.
(従来の技術)
X線は真空中で高速電子流を銅、モリブデン、タングス
テンなどの金属ターゲソ(・に衝突させることによって
発生させる。電子源は高温の金属から放射される熱電子
が利用され、通常タングステン・フィラメントをコイル
状に加工した熱陰極が用いられている(文献:日本電子
機械工業全編、電波新聞社1980年発行「総合電子部
品ハンドブックJ117−124頁)。(Prior technology) X-rays are generated by colliding a high-speed electron stream with a metal target such as copper, molybdenum, or tungsten in a vacuum. Usually, a hot cathode made of a tungsten filament processed into a coil shape is used (Reference: Complete edition of Japan Electronics Machinery Industry, published by Dempa Shimbunsha in 1980, "Comprehensive Electronic Components Handbook J117-124").
(発明が解決しようとする課題)
しかし、従来の熱陰極は必要な量の熱電子を放射させる
ためにタングステン・フィラメントの温度を高くしなけ
ればならず、タングステン・フィラメントの消耗が激し
く、その寿命が短かい上に、蒸発したタングステンがタ
ーゲット上に蒸着するために、X線が発生しにくくなる
という問題がある。さらに、タングステン・フィラメン
トコイルの微小化には限度があり、広がりのある電子源
から電子が放射するため、電子流をターゲット上の一点
に集束させることができず、発生するX線流を細く絞る
ことがむずかしいという問題がある。(Problem to be solved by the invention) However, in conventional hot cathodes, the temperature of the tungsten filament must be increased in order to emit the necessary amount of thermionic electrons, and the tungsten filament wears out rapidly, resulting in its lifespan. In addition, there is a problem in that the evaporated tungsten is deposited on the target, making it difficult to generate X-rays. Furthermore, there is a limit to the miniaturization of tungsten filament coils, and since electrons are emitted from a spread-out electron source, it is not possible to focus the electron stream to a single point on the target, and the generated X-ray stream cannot be narrowed down. The problem is that it is difficult.
この発明は上記の問題を解決し、電子源の消耗が少なく
、また、電子流を集束させやすいように微小化された電
子源を有するX線発生用熱陰極を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a hot cathode for generating X-rays, which has a miniaturized electron source so that the electron source is less consumed and the electron flow is easily focused.
(課題を解決するための手段)
この発明は六ホウ化ランタンを電子源に使用したことを
特徴とするX線発生用熱陰極である。(Means for Solving the Problems) The present invention is a hot cathode for generating X-rays, characterized in that lanthanum hexaboride is used as an electron source.
六ホウ化ランタンは単結晶または焼結体が用いられる。Lanthanum hexaboride is used in the form of a single crystal or a sintered body.
効率面からは単結晶の方が好ましい。その結晶方位とし
ては<100>、<110>、<111>、<210>
、<310>、<320>などが用いられるが、電子の
放出されやすさから<100>または<110>が良い
。In terms of efficiency, single crystal is preferable. Its crystal orientations are <100>, <110>, <111>, <210>
, <310>, <320>, etc. are used, but <100> or <110> is preferable because electrons are easily emitted.
焼結体を用いるときには純度99.9%以上の六ホウ化
ランタン原料粉をホットプレス炉で焼結する。六ホウ化
ランタンチップの形状は必要な熱電子量や熱電子放出形
状に応じて長さ、太さおよび断面形状を任意に定められ
る。六ホウ化ランタンチップの電気抵抗を高(したいと
きには第1図に示すとおり、蛇行形にし、その先頭面か
ら放射される熱電子を利用するとよい。また、簡単な構
造の六ホウ化ランタンチップとしては第3図に示すアー
チ状のチップが通している。また、より堅固でじょうぶ
な六ホウ化ランタンチップとしては第5図に示すブロッ
ク形が通している。いずれにしても、熱電子放射を利用
する先頭の大きさは正方形、円形または点状であるより
も、長方形、だ円形または線状である方が望ましい。後
者の方が電子放射面の面積が大きくなり、電子放射量が
多くできるためである。When using a sintered body, lanthanum hexaboride raw material powder with a purity of 99.9% or more is sintered in a hot press furnace. The length, thickness, and cross-sectional shape of the lanthanum hexaboride chip can be arbitrarily determined depending on the required amount of thermionic electrons and the shape of thermionic emission. If you want to increase the electrical resistance of a lanthanum hexaboride chip, you can make it into a serpentine shape as shown in Figure 1 and utilize the thermoelectrons emitted from its top surface.In addition, as a lanthanum hexaboride chip with a simple structure, The arch-shaped chip shown in Fig. 3 is passed through the lanthanum hexaboride chip, as shown in Fig. 3.The block-shaped lanthanum hexaboride chip shown in Fig. 5 is passed through the lanthanum hexaboride chip. It is preferable to use a rectangular, oval, or linear shape rather than a square, circle, or dot shape.The latter allows for a larger area of the electron emitting surface and a greater amount of electron emission. It's for a reason.
先頭面の長方形、だ円形または線状の長さと幅は必要な
電子線の量と電子線の集束のさせやすさとの兼ね合いで
任意で定めることができるが、長さ1〜10n、幅0.
1〜0.51鳳の範囲が実用上量も好ましい。The length and width of the rectangular, elliptical, or linear shape of the leading surface can be determined arbitrarily depending on the required amount of electron beam and ease of focusing the electron beam, but the length may be 1 to 10 nm and the width may be 0.
Practically speaking, a range of 1 to 0.51 is preferable.
(実施例1)
第1図は、焼結体の六ホウ化ランタンを電子源とし、装
置に簡単に取り付は可能なように組立てた熱陰極である
。六ホウ化ランタンチップ1は六ホウ化ランタンの焼結
体の厚さ1關の板をワイヤカット放電加工法により蛇行
形に切断したものである。六ホウ化ランタンチップlの
脚の部分を端子板2A、2Bに押え仮3A、3Bとネジ
4A、4Bを用いて固定した。なお、あらかじめ端子板
2人と2Bは碍子5にネジ6A、6Bを用いて固定して
おいた。(Example 1) FIG. 1 shows a hot cathode that uses a sintered lanthanum hexaboride as an electron source and is assembled so that it can be easily attached to an apparatus. The lanthanum hexaboride chip 1 is obtained by cutting a 1-thick plate of a sintered body of lanthanum hexaboride into a meandering shape by wire-cut electrical discharge machining. The leg portions of the lanthanum hexaboride chips 1 were fixed to the terminal plates 2A, 2B using temporary pressers 3A, 3B and screws 4A, 4B. Note that the two terminal boards and 2B were fixed to the insulator 5 in advance using screws 6A and 6B.
この熱陰極を第4図に示す通りX線管に装着した。なお
、平面蛇行形の六ホウ化ランタンチップを用いるときに
は第4図に示す通り、六ホウ化ランタンチップ屈曲部の
先頭面7から放射する熱電子を利用する。This hot cathode was attached to an X-ray tube as shown in FIG. When using a planar meandering lanthanum hexaboride chip, as shown in FIG. 4, thermoelectrons emitted from the front surface 7 of the bent portion of the lanthanum hexaboride chip are utilized.
X線管を排気口8からI X 10−’ Torrに排
気後、上記六ホウ化ランタンチップ1に電流25A、流
9を300mA引出し、ウェネルト電極10で電子流を
集束させてターゲットtiに照射し、ターゲットのX線
流12を窓板13を通して出させた。このXvA管は2
.500時間使用可能であった。After the X-ray tube was evacuated to I x 10-' Torr from the exhaust port 8, a current of 25 A and a current of 300 mA were drawn to the lanthanum hexaboride chip 1, and the electron current was focused by the Wehnelt electrode 10 to irradiate the target ti. , the target X-ray stream 12 was caused to exit through the window plate 13. This XvA tube is 2
.. It was usable for 500 hours.
XvA管の使用中、六ホウ化ランタンの蒸発は極めて少
なく、ターゲットの汚染は見られなかった。During use of the XvA tube, evaporation of lanthanum hexaboride was extremely low and no target contamination was observed.
(実施例2)
六ホウ化ランタンの単結晶をワイヤカット放電加工法で
切断して、l mm X 4 +n X 5 msの直
方体とし、最も長い辺の角を削り落して第5図に示す形
で先頭面7の面積がQ、 3 w X 5 amの六ホ
ウ化ランタンチップにした。このチップを第6図に示す
構造体に固定して熱陰極とした。第6図において、六ホ
ウ化ランタンチップ1を炭素発熱体14A、14Bで挟
み、炭素発熱体に耐熱導電片15A、15Bを押しあて
、耐熱導電片をバネ16A、16Bで押えた。これらの
耐熱導電片とバネは支持金属17A、17Bに固定され
ている。支持金属は碍子18を貫通して端子19A、1
9Bに接続されている。(Example 2) A single crystal of lanthanum hexaboride was cut by wire-cut electrical discharge machining to form a rectangular parallelepiped of l mm x 4 + n x 5 ms, and the corners of the longest sides were shaved off to form the shape shown in Figure 5. Thus, a lanthanum hexaboride chip with the area of the top surface 7 of Q, 3 w x 5 am was made. This chip was fixed to the structure shown in FIG. 6 to serve as a hot cathode. In FIG. 6, a lanthanum hexaboride chip 1 is sandwiched between carbon heating elements 14A and 14B, heat-resistant conductive pieces 15A and 15B are pressed against the carbon heating elements, and the heat-resistant conductive pieces are held down by springs 16A and 16B. These heat-resistant conductive pieces and springs are fixed to supporting metals 17A and 17B. The supporting metal passes through the insulator 18 and connects the terminals 19A, 1.
Connected to 9B.
この熱陰極を六ホウ化ランタンチップの先頭面をX線管
のターゲットに向けてX線管に固定した。This hot cathode was fixed to an X-ray tube with the top surface of the lanthanum hexaboride chip facing the target of the X-ray tube.
X線管を5. Q X 10−’ Torrに排気後、
上記熱陰極に電流15A、電圧4vを入力し、1550
℃に加熱し、先頭面7から電子流9を引き出し、ウェネ
ルト電極10を通過させたところ、電子流をターゲット
上で0.11票×5龍の大きさに集束できた。このX線
管は3. OO0時間使用可能であった。使用中、六ホ
ウ化ランタンの蒸発は極めて少なく、ターゲットの汚染
は見られなかった。5. X-ray tube. After exhausting to Q X 10-' Torr,
Input a current of 15 A and a voltage of 4 V to the hot cathode, and
When heated to a temperature of 0.degree. C., an electron flow 9 was drawn from the leading surface 7, and passed through a Wehnelt electrode 10, the electron flow could be focused on the target to a size of 0.11 votes x 5 dragons. This X-ray tube is 3. It was usable for 00 hours. During use, evaporation of lanthanum hexaboride was extremely low and no target contamination was observed.
(比較例)
直径0.125 amのタングステン線を外径1mmで
7回、らせん状に巻いて長さ10龍のコイルにしたもの
を熱陰極として、実施例1の熱陰極の代りに用いたX線
管の場合は、電子ビームをターゲット上で0.8 am
X 8 mmの大きさまでしか集束できなかった。ま
た、タングステンの蒸発消耗のため、この熱陰極は10
0時間で断線した。(Comparative Example) A tungsten wire with a diameter of 0.125 am was spirally wound 7 times with an outer diameter of 1 mm to form a coil with a length of 10 mm, and this was used as a hot cathode instead of the hot cathode of Example 1. In the case of an X-ray tube, the electron beam is set at 0.8 am on the target.
It was possible to focus only up to a size of 8 mm. Also, due to evaporative consumption of tungsten, this hot cathode
The wire was disconnected at 0 hours.
(発明の効果)
以上説明したようにこの発明は、熱陰極に六ホウ化ラン
タンを利用することにより、熱陰極の長寿命化を達成で
き、しかもターゲット上に電子線を集束させることが容
易になり、微細X線発生用に適したものとなる。(Effects of the Invention) As explained above, in this invention, by using lanthanum hexaboride as a hot cathode, it is possible to extend the life of the hot cathode, and moreover, it is possible to easily focus an electron beam on a target. Therefore, it is suitable for generating fine X-rays.
第1図および第2図は本発明の実施例を示す。
第1図は正面図、第2図は上面図である。第3図は本発
明の別の実施例の正面図である。第4図はX線管の略図
であり、本発明の熱陰極の使用方法を示すものである。
第5図は本発明に用いる六ホウ化ランタンチップの1例
の斜視図である。第6図は本発明の更に別の実施例の断
面図である。
符号
1−・六ホウ化ランタンチップ、
押え板、
2 A’、2B一端子板、 3A、3B4A、4B−ね
じ、 5−碍子、
6A、6B−ネジ、 7−先頭面、
8−排気口、 9−・−電子流、0−・−ウ
ェネルト電極、11−・ターゲット、2−X線流、
13−窓板、
4A、14B・−・炭素発熱体、
5A、15B・−耐熱導電片、
6 A、 16 B−−−バネ、
7 A、 17 B−支持金属、
8−碍子、
9A、、19B−・一端子。1 and 2 show an embodiment of the invention. FIG. 1 is a front view, and FIG. 2 is a top view. FIG. 3 is a front view of another embodiment of the invention. FIG. 4 is a schematic diagram of an X-ray tube illustrating the method of using the hot cathode of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of an example of a lanthanum hexaboride chip used in the present invention. FIG. 6 is a sectional view of yet another embodiment of the invention. Code 1 - lanthanum hexaboride chip, holding plate, 2 A', 2B one terminal board, 3A, 3B4A, 4B - screws, 5 - insulator, 6A, 6B - screws, 7 - top surface, 8 - exhaust port, 9-・-electron flow, 0-・-Wehnelt electrode, 11-・target, 2-X-ray current,
13-Window plate, 4A, 14B---Carbon heating element, 5A, 15B---Heat-resistant conductive piece, 6A, 16B---Spring, 7A, 17B-Support metal, 8-Insulator, 9A, 19B-・One terminal.
Claims (1)
とするX線発生用熱陰極(1) A hot cathode for X-ray generation characterized by using lanthanum hexaboride as an electron source
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2369189A JPH02204952A (en) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | X-ray generating hot cathode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2369189A JPH02204952A (en) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | X-ray generating hot cathode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02204952A true JPH02204952A (en) | 1990-08-14 |
Family
ID=12117453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2369189A Pending JPH02204952A (en) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | X-ray generating hot cathode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02204952A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08159992A (en) * | 1994-09-27 | 1996-06-21 | Technos:Kk | Surface defect evaluating apparatus |
JP2014529866A (en) * | 2011-09-01 | 2014-11-13 | ウニヴェルシダッド インダストリアル デサンタンデール | Self-resonant compact X-ray source |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4999261A (en) * | 1973-01-27 | 1974-09-19 |
-
1989
- 1989-02-03 JP JP2369189A patent/JPH02204952A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4999261A (en) * | 1973-01-27 | 1974-09-19 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08159992A (en) * | 1994-09-27 | 1996-06-21 | Technos:Kk | Surface defect evaluating apparatus |
JP2014529866A (en) * | 2011-09-01 | 2014-11-13 | ウニヴェルシダッド インダストリアル デサンタンデール | Self-resonant compact X-ray source |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8242783B2 (en) | Ionization vacuum gauge | |
US5170422A (en) | Electron emitter for an x-ray tube | |
JP2000036243A (en) | Manufacture of electron emitting source | |
US8896195B2 (en) | Filament for electron source | |
US5031200A (en) | Cathode for an X-ray tube and a tube including such a cathode | |
US20100195801A1 (en) | Miniature, Low-Power X-Ray Tube Using A Microchannel Electron Generator Electron Source | |
GB2141578A (en) | Electron emission apparatus | |
JPH0628969A (en) | Field emission cathode | |
JPH02204952A (en) | X-ray generating hot cathode | |
US4608707A (en) | Rotating anode X-ray tube provided with a charge flow device | |
JPS60115122A (en) | Liquid metal ion source | |
JP2770249B2 (en) | Vacuum gauge | |
JPS6318297B2 (en) | ||
US3944866A (en) | Thermionic emitter of lanthanum strontium vanadates | |
JP2002022899A (en) | Electron beam irradiator | |
JPH08171848A (en) | Hot-cathode structural body | |
JPH10321119A (en) | Thermoelectron emitting filament and thermoelectron emitting device | |
RU2297069C2 (en) | Impregnated filamentary cathode | |
US3755705A (en) | Cathode having a cavity in the emissive element | |
US20240021400A1 (en) | Planar filament with focused, central electron emission | |
JPS5971232A (en) | Surface oxidation carbide field emitter | |
JPH0614391Y2 (en) | Magnetic field free type hot cathode structure | |
JPH04192242A (en) | Hot-cathode | |
JPH0531796Y2 (en) | ||
JPS63241834A (en) | Hot cathode |