JPS63259948A - 電界放出形電子発生装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電界放出形電子発生装置、特に多段加速の電子
発生装置を有する透過形電子顕微鏡に好適な電界放出形
電子発生装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置はチップ近傍のガス分子を活性化するために
加熱体を真空外に設ける方法と、チップ近傍に設ける方
法を用いていた、真空外部のみであれば、チップ近傍ま
での熱伝達効率が悪く、効果が少ない、チップ近傍に加
熱体を設ける場合は大形化しないと効果が少ないという
欠点を有していた。又、特願昭５０−４２２９４の如く
ガス吸着体内に加熱体を設け、脱ガスする発明があるが
、これも上記同様大形化し引き出し電極を有する電界放
出形電子発生装置の狭いスペースに組込むことは不可能
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は多段加速が必要な電子発生装置の如く、
チップと引き出し電極間が秋い場合は。

チップ近傍に設ける加熱体に制限があり、チップ近傍の
吸着ガスを効率よく、短時間に活性化するに充分な加熱
体の組込みは不可能である。又、加熱体を引き出し電極
の外側に設けることは、引き出し電極と陽極間の耐電圧
（通常２０〜４．　ＯＫ　Ｖが印加される）効果上不可
能であり、従来は真空外より大形加熱体を用い、吸着ガ
スの活性化を計っていた。しかし、チップ近傍までの距
離が遠く、効率が非常に悪く、多大なエネルギーと時間
を費やしていた。

本発明の目的は上記チップ近傍の吸着ガスの活性化を短
時間に効率よく行ない、チップ近傍を短時間に超高真空
化し、その真空を長期間保持することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的はチップ近傍に超小形の熱電子放出可能な加熱
体を設け、加熱体と引き出し電極間に高電圧（数百ポル
トル数千ボルト）を印加し、加熱体よりの熱電子を高速
で吸着ガス分子に衝突させることにより、達成される。

〔作用〕

加熱体と引き出し電極間に高電圧を印加することにより
加熱された加熱体より放出された熱電子は加速され、引
き出し電極に衝突する。又、チップ保護カサも電位を引
き出し電極と同一にすることにより同様の効果がある。

この熱電子衝突により、引き出し電極及び保護カサの吸
着ガスは活性化される、このガスは超高真空ポンプによ
り排出される。使用状態において、チップより放出され
た、電子はまず引き出し電極に衝突するが、これにより
引き出し電極に吸着ガスがある場合は活性化してしまう
。この活性化したガス分子はチップに付着ないし吸着さ
れ、その結果としてその部分に電界が集中し、電界放出
電子流すなわち、エミッションが不安定化してしまう。

本発明の加熱体よりの熱電子衝突による吸着ガスの活性
化すなわちエレクトロンボンバードを実施することによ
り、チップ近傍がクリーン化され、長時間安定なエミッ
ションを得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。同図
において、多段加速管の絶縁ａ１の上部にはフランジ２
が溶着又は接着・され、更に下部にはスペーサ３を介し
て絶縁筒４が溶着又は接着され、多段加速管の必要段数
だけスペーサ、フランジが溶着、接着され１体化されて
いる。引き出し電極５は前記フランジ２と同軸にて形成
され、該フランジ２は真空シール６を介してフランジ７
がネジ８によって取り外し可能に取付けられている。

フランジ７の中央部には絶縁体９が耐真空的に設けられ
ている。絶縁筒１．４及び引き出し電極５の内部空間１
０，１１．１２は真空室として形成され、絶縁体９を通
して、真空室１０の外部からその内部にリード棒１３ａ
、１３ｂおよび１４ａ。

１４ｂおよび１５ａ、１５ｂが耐真空的に延びている。

リード棒１３ａ、１３ｂの先端には絶縁体１６に固定さ
れた陰極支持棒１７ａ、１７ｂがねじ等により固定され
、該陰極支持棒１７ａ、１７ｂの先端には陰極１８が点
溶接により支持されている。陰極１８はヘアピン形の陰
極基体１８ａおよびそれに点溶接されているチップ１８
ｂから成っている。陰極１８の耐向位置には微小な電子
線通過孔を有する引き出し電極５が配置され、該引き出
し電極５は下方の対向面に陽極１９がスペーサ３により
取り付けられている、上記引き出し電極５と陽極１９の
電極形状はパトラ−タイプになっており、静電レンズ作
用を形成できる構造になっている。該リード棒１４ａ、
１４ｂの先端には加熱体支持棒２０ａ、２０ｂがネジ等
により固定され、該加熱体支持棒２０ａ、２０ｂの先端
にはタングステン又はモリブデン線よりなる１タ一ン加
熱体２１が点溶接又はネジ止めにより支持されている。

上記加熱体２１と陰ｔ２Ｍｔ　ｓ間にはチップ１８ｂを
保護するための保護カサ２２が前記り−ド棒１５ａ、１
５ｂにより固定されている第２図にチップ部の詳細図を
示す。絶縁筒１，４の外部には放電防止用のシールド電
極２３．２４及び高電圧を分割印加するための分割抵抗
２５．２６が組込まれてい為。以上において、真空室１
０，１１゜１２は該真空室１２下方にあるイオンポンプ
（図示せず）により１ｏ−７〜１０−’Ｐａ程度の高真
空に排気される。この様な状態でリード捧１４ａ。

１４ｂを通し、加熱体２１に電流を流すと該加熱体は１
５００℃〜２０００℃に加熱され、多大な熱電子放出を
行なう。この時該加熱体２１の固定されているリード捧
１４ａ、１４ｂと引き出し電極５の間に高電圧（約１０
００Ｖ）を印加し上記熱電子を加速して、引き出し電極
５及び保護カサ２２（保護カサ２２は引き出し電極５と
同電位にしておく）に衝突させる。該衝突により引き出
し電極５及び保護カサ２２に吸着していたガス分子を活
性化し。

上記イオンポンプにて外部に排出させる。チップ１８ｂ
より放出される電子は最初に引き出し電極Ｓに衝突する
が、該引き出し電極２が上記方法により吸着ガスのない
クリーンな状態に処理されているため、電子衝突により
吸着ガスが活性化し、チップに付着又は吸着されること
がなく、長時間安定なエミッションを得ることができる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、チップと引き出し電極のスペースが狭
く、チップ近傍を焼き出しするのに充分な大きさの加熱
体を組込めない場合でも１タ一ン加熱体で熱電子を発生
させ、高電圧を印加することにより加速衝突させるため
、従来の大形加熱体以上の効果を有する（今回の実施例
の如く、取付不可が可能となる）と共にタングステン又
はモリブデン線を加熱体として１ターン用いるのみです
み、非常に経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電界放出形電子発生装置の
縦断面図、第２図はチップ及び加熱体取付は配置図であ
る。 １・・・絶Ｒ筒、５・・・引き出し電極、１３ａ、１３
ｂ・・・リード控、１４ａ、１４ｂ−リード捧、１７ａ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空中において陰極のチップと引き出し電極との間
   の電界により上記チップから電子を放出させ、該電子を
   上記引き出し電極の電子通過穴を通して引き出し、かつ
   上記引き出し電極と陽陽間のレンズ作用により上記電子
   を収束させ、各電極間の加速電圧により、上記電子を加
   速するように構成された電界放出形電子発生装置におい
   て、 上記チップ外周に設けた保護カサと引き出し電極に吸着
   したガスを活性化するべく加熱体を上記保護カサと引き
   出し電極間に設け、かつ上記加熱体と保護カサ及び引き
   出し電極間に高電圧を印加し、上記加熱体よりの熱電子
   を保護カサ、引き出し電極に高速衝突させ、脱ガスすべ
   く加熱するよう配置されていることを特徴とする電界放
   出形電子発生装置。