JPS6177227A - 熱電子放出陰極 - Google Patents
熱電子放出陰極Info
- Publication number
- JPS6177227A JPS6177227A JP59196628A JP19662884A JPS6177227A JP S6177227 A JPS6177227 A JP S6177227A JP 59196628 A JP59196628 A JP 59196628A JP 19662884 A JP19662884 A JP 19662884A JP S6177227 A JPS6177227 A JP S6177227A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- filament
- chip
- lab6
- heating
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/13—Solid thermionic cathodes
- H01J1/15—Cathodes heated directly by an electric current
- H01J1/18—Supports; Vibration-damping arrangements
Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は電子顕微鏡、電子線描画装置等の電子ビーム応
用機器において有用な熱電子放出陰極に関するものであ
る。
用機器において有用な熱電子放出陰極に関するものであ
る。
遷移金属、あるいは希土類元素の硼化物、炭化物は仕事
関数が低く、蒸気圧が低く、高融点であり、しかもイオ
ン衝撃にも強いことから、優れた熱電子放出材料であり
各種電子ビーム応用機器やイオンゲージの熱陰極に使用
され始めている。とくに、六硼化ランタン（ＬａＢ５）
は従来のタングステンより１桁以上高い電子線を放出す
ることから、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、電
子線描画装置においては不可欠な熱陰極になっている。
関数が低く、蒸気圧が低く、高融点であり、しかもイオ
ン衝撃にも強いことから、優れた熱電子放出材料であり
各種電子ビーム応用機器やイオンゲージの熱陰極に使用
され始めている。とくに、六硼化ランタン（ＬａＢ５）
は従来のタングステンより１桁以上高い電子線を放出す
ることから、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、電
子線描画装置においては不可欠な熱陰極になっている。
しかし、硼化物や炭化物の場合、熱陰極として使用する
には１５００〜２０００℃の加熱が必要である。加熱用
フィラメントとしては一般に硼化物や炭化物と反応しな
ければ炭素が用いられている。
には１５００〜２０００℃の加熱が必要である。加熱用
フィラメントとしては一般に硼化物や炭化物と反応しな
ければ炭素が用いられている。
陰極構造は特公昭４７−２５９１１ に記載のように、
陰極チップをパイロリテツクグラファイト捧２本で挾み
、これをスプクリングアクションで機械的に圧着する構
成になっているものと、特公昭５７−２１２２２に記載
のように、陰極チップを薄板の炭素フィラメントの片側
に固着する構成が知られている。しかし、前者の方式は
陰極の作製工程が難しく、かつ小型結晶の固定に不適当
であり、後者の方式は陰極の作製工程が容易であるが、
大型結晶の固定ができないという問題点があった。
陰極チップをパイロリテツクグラファイト捧２本で挾み
、これをスプクリングアクションで機械的に圧着する構
成になっているものと、特公昭５７−２１２２２に記載
のように、陰極チップを薄板の炭素フィラメントの片側
に固着する構成が知られている。しかし、前者の方式は
陰極の作製工程が難しく、かつ小型結晶の固定に不適当
であり、後者の方式は陰極の作製工程が容易であるが、
大型結晶の固定ができないという問題点があった。
本発明の目的は陰極の作製工程が簡便で、各種形状の陰
極チップを炭素フィラメントに固着できるようにした熱
電子放出陰極を提供することにある。
極チップを炭素フィラメントに固着できるようにした熱
電子放出陰極を提供することにある。
本発明の骨子は、陰極チップを１対の薄板状フィラメン
トの腕部で挾み、両者の接触箇所を２ケ所以」二にして
加熱することにある。さらに、薄板状フィラメントとチ
ップの間に、熱硬化性樹脂からなる結合剤を用いたり、
又チップの表面に溝を設けることなどの工夫で、長時間
の加熱に耐え、さらに低消費電力の熱陰極を提供するも
のである。
トの腕部で挾み、両者の接触箇所を２ケ所以」二にして
加熱することにある。さらに、薄板状フィラメントとチ
ップの間に、熱硬化性樹脂からなる結合剤を用いたり、
又チップの表面に溝を設けることなどの工夫で、長時間
の加熱に耐え、さらに低消費電力の熱陰極を提供するも
のである。
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
実施例１
フルフリルアルコールに０．８重量％のＰ−トルエン・
スルホン酸エチルを触媒として添加し、重合硬化させた
樹脂塊を作製した。この樹脂塊から、幅１．０ ＋ｎｍ
、厚さ０．３ ＋ｎ＋ｎ、長さ１０ｍｍの薄状フィラメ
ントを切り出した。フィラメントと陰極チップの構成は
第１図のようにした。（ａ）は全体の見取り図、（ｂ）
は（、）のＡ−Ａ’における断面図である。フィラメン
トの腕部１，２に０．５ ｍｍ口で長さ４＋＋ｏｎのＬ
ａ Ｂ ６単結晶３を、接合剤として未硬化の上記樹
脂４を塗布してとりつけた。接合部を完全に硬化させた
後、これを真空中で２℃／ｍｉｎの速度で１０００℃ま
で、ついで１０°Ｃ／ｌｌ１ｊｎの速度で１７００℃ま
で加熱し炭化した。炭化に伴って、約２０％の割合で、
板が等方的に収縮した。
スルホン酸エチルを触媒として添加し、重合硬化させた
樹脂塊を作製した。この樹脂塊から、幅１．０ ＋ｎｍ
、厚さ０．３ ＋ｎ＋ｎ、長さ１０ｍｍの薄状フィラメ
ントを切り出した。フィラメントと陰極チップの構成は
第１図のようにした。（ａ）は全体の見取り図、（ｂ）
は（、）のＡ−Ａ’における断面図である。フィラメン
トの腕部１，２に０．５ ｍｍ口で長さ４＋＋ｏｎのＬ
ａ Ｂ ６単結晶３を、接合剤として未硬化の上記樹
脂４を塗布してとりつけた。接合部を完全に硬化させた
後、これを真空中で２℃／ｍｉｎの速度で１０００℃ま
で、ついで１０°Ｃ／ｌｌ１ｊｎの速度で１７００℃ま
で加熱し炭化した。炭化に伴って、約２０％の割合で、
板が等方的に収縮した。
Ｌ ａ Ｂ ６単結晶を２５重量％の硝酸水溶液中で電
解研磨して針状に加工し、ＬａＢｅ熱陰極を作製した。
解研磨して針状に加工し、ＬａＢｅ熱陰極を作製した。
Ｌ ａ Ｂ ６陰極の動作温度範囲は１５００〜１６０
０℃である。第１図の陰極を真空中で加熱したところ、
消費電力は約１０Ｗの低い値であった。この陰極を１６
００℃の温度に通電加熱して、５００回以上の急熱急冷
をしてもＬａＢ６結晶のフィラメントからの脱落は全く
生じなかった。一方、本発明と異なり、フィラメント構
造を第１図の１と２が一体となった連続体にして、これ
に、０．５ ｍｍ’で長さが４ｍｍのＬａＢ６結晶をフ
ィラメントの片面にのみ取り付けた場合、１５００℃に
真空中で加熱すると、結晶がフィラメントから脱落して
しまった。
０℃である。第１図の陰極を真空中で加熱したところ、
消費電力は約１０Ｗの低い値であった。この陰極を１６
００℃の温度に通電加熱して、５００回以上の急熱急冷
をしてもＬａＢ６結晶のフィラメントからの脱落は全く
生じなかった。一方、本発明と異なり、フィラメント構
造を第１図の１と２が一体となった連続体にして、これ
に、０．５ ｍｍ’で長さが４ｍｍのＬａＢ６結晶をフ
ィラメントの片面にのみ取り付けた場合、１５００℃に
真空中で加熱すると、結晶がフィラメントから脱落して
しまった。
これは幅が約０．８ ｎ＋ｍの炭素フィラメントに１片
が約０．５ ｍｍの大型結晶を片面だけで固着できない
ことを示す。しかし、結晶の大きさを０．２ ｍｍ口の
小さいものにすると、片面固着でも脱落を生じることは
なかった。
が約０．５ ｍｍの大型結晶を片面だけで固着できない
ことを示す。しかし、結晶の大きさを０．２ ｍｍ口の
小さいものにすると、片面固着でも脱落を生じることは
なかった。
以上の結果から、結晶径が０．５ ［Ｉｌｍの大型結晶
の場合、本発明の両側固着法は非常に有効であることが
分る。
の場合、本発明の両側固着法は非常に有効であることが
分る。
実施例２
第２図はＬ ａ Ｂ ６結晶を挾むフィラメントの形状
をかえた場合である。実施例１と同様な実験を行ったが
、結晶がフィラメントから脱落することは全くなかった
。なお、（ａ）は全体の見取図、（ｂ）は（、）のＢ−
Ｂ断面図である。
をかえた場合である。実施例１と同様な実験を行ったが
、結晶がフィラメントから脱落することは全くなかった
。なお、（ａ）は全体の見取図、（ｂ）は（、）のＢ−
Ｂ断面図である。
実施例３
第３図はＬａＢａ結晶３の一部に溝５を設け、フィラメ
ント１，２に接合剤４を用いて取りつけた場合である。
ント１，２に接合剤４を用いて取りつけた場合である。
この場合、フィラメントと結晶の接合がより堅牢になる
ため、陰極の加熱温度を１８００℃の高温にしても結晶
は脱落することがなかった。
ため、陰極の加熱温度を１８００℃の高温にしても結晶
は脱落することがなかった。
実施例４
陰極材料として、Ｌ ａ Ｂ ６結晶の外に、 Ｃｅ［
１６やＴｉＢ２の硼化物結晶、ＴａＣやＳｉＣの炭化物
結晶についても実施例１と同様な実験を行ったが、結晶
が炭素フィラメントより脱落することがなく、本発明の
効果が確認された。
１６やＴｉＢ２の硼化物結晶、ＴａＣやＳｉＣの炭化物
結晶についても実施例１と同様な実験を行ったが、結晶
が炭素フィラメントより脱落することがなく、本発明の
効果が確認された。
上記各実施例からも明らかな如く、本発明による電子放
出陰極は硼化物や炭化物をエミッター材料に用いた陰極
を実用化する上で極めて有意義なものである。また、本
発明による電子放出陰極は本明細書で述べた硼化物や炭
化物に限らず、原理的には炭素と反応し難い材料にも広
く応用できるものである。
出陰極は硼化物や炭化物をエミッター材料に用いた陰極
を実用化する上で極めて有意義なものである。また、本
発明による電子放出陰極は本明細書で述べた硼化物や炭
化物に限らず、原理的には炭素と反応し難い材料にも広
く応用できるものである。
第１図と第２図は本発明で作製した熱陰極を示す一実施
例の見取り図と断面図、第３図はｌ、ａＢ６結晶の一部
に溝を設けて炭素フィラメントとの接合を向」ニさせる
ことを示す断面図である。 １．２・・・薄板の炭素フィラメント、３・・陰極チッ
プ、４・・・陰極チップとフィラメントを結合させる第
１ 口 （Ｌ） （ｂ）遁３ 区
例の見取り図と断面図、第３図はｌ、ａＢ６結晶の一部
に溝を設けて炭素フィラメントとの接合を向」ニさせる
ことを示す断面図である。 １．２・・・薄板の炭素フィラメント、３・・陰極チッ
プ、４・・・陰極チップとフィラメントを結合させる第
１ 口 （Ｌ） （ｂ）遁３ 区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子放出材料からなる陰極チップと、該陰極チップ
より厚さの薄い炭素フィラメントにより構成される熱電
子放出陰極において、チップを１対のフィラメント腕部
で挾み、両者の接触箇所を２ケ所以上とすることを特徴
とする熱電子放出陰極。 ２、特許請求の範囲第１項記載の熱電子放出陰極におい
て、チップとフィラメント腕部の固定に、熱硬化性樹脂
からなる結合剤を用いることを特徴とする熱電子放出陰
極。 ３、特許請求の範囲第２項記載の熱電子放出陰極におい
て、チップの一部に溝を設け、熱硬化性樹脂との接触部
を多くすることを特徴とする熱電子放出陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196628A JPS6177227A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 熱電子放出陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196628A JPS6177227A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 熱電子放出陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177227A true JPS6177227A (ja) | 1986-04-19 |
Family
ID=16360920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59196628A Pending JPS6177227A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 熱電子放出陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177227A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS632222A (ja) * | 1986-06-23 | 1988-01-07 | Hitachi Ltd | 六硼化ランタン熱陰極 |
| JP2019204721A (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 岳石電気株式会社 | 質量分析計における電子線源 |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP59196628A patent/JPS6177227A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS632222A (ja) * | 1986-06-23 | 1988-01-07 | Hitachi Ltd | 六硼化ランタン熱陰極 |
| JP2019204721A (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 岳石電気株式会社 | 質量分析計における電子線源 |
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