JPS6381743A - 電界放射型電子銃 - Google Patents
電界放射型電子銃Info
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- JPS6381743A JPS6381743A JP61228624A JP22862486A JPS6381743A JP S6381743 A JPS6381743 A JP S6381743A JP 61228624 A JP61228624 A JP 61228624A JP 22862486 A JP22862486 A JP 22862486A JP S6381743 A JPS6381743 A JP S6381743A
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- Japan
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- anode
- voltage
- electron gun
- constant
- field emission
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 title abstract description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- UFHLMYOGRXOCSL-UHFFFAOYSA-N isoprothiolane Chemical compound CC(C)OC(=O)C(C(=O)OC(C)C)=C1SCCS1 UFHLMYOGRXOCSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
- H01J37/073—Electron guns using field emission, photo emission, or secondary emission electron sources
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (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】
(産業上の利用分野)
本発明は電界放射型電子銃に関し、更に詳しくは第2ア
ノードと第3アノード間に静電レンズ作用をもたせた電
界放射型電子銃に関する。
ノードと第3アノード間に静電レンズ作用をもたせた電
界放射型電子銃に関する。
(従来の技術)
電子顕微鏡は、電子銃から出射された電子線を加速集束
して試料に照射し、透過電子乃至は反射電子を検出して
像を得るようになっている。電子線を加速する場合にお
いて、一般には加速電圧が高い程、陸の鮮明度が向上す
る。しかしながら、電子顕微鏡等では常に一定の加速電
圧で使用することは少ない。例えば100KVタイプの
電子顕微鏡では目的に応じて数10KVから100KV
の範囲で使用する。
して試料に照射し、透過電子乃至は反射電子を検出して
像を得るようになっている。電子線を加速する場合にお
いて、一般には加速電圧が高い程、陸の鮮明度が向上す
る。しかしながら、電子顕微鏡等では常に一定の加速電
圧で使用することは少ない。例えば100KVタイプの
電子顕微鏡では目的に応じて数10KVから100KV
の範囲で使用する。
ところで、加速電圧を変化させると、電子ビームのクロ
スオーバポイント(光源位置)は変化する。第2図はパ
トラ−(B attler)型の静電レンズについての
クロスオーバポイントの移動特性を示す図である。第3
図に示すように、エミッタ1から第1アノード2までの
距離を81、第1アノード2から第2アノード3までの
電極間距離をd。
スオーバポイント(光源位置)は変化する。第2図はパ
トラ−(B attler)型の静電レンズについての
クロスオーバポイントの移動特性を示す図である。第3
図に示すように、エミッタ1から第1アノード2までの
距離を81、第1アノード2から第2アノード3までの
電極間距離をd。
第2アノード3からクロスオーバポイントPまでの距離
を82、第1アノード2に印加される電圧をvl、第2
アノード3に印加される電圧をV2とする。以上の定義
の下に、第2図はS1/d(電極間距離をdで規格化し
た第1アノードと工ミッタ間距fi)をパラメータとし
て電圧比V2/v1を変化させた時のSz/d(電極間
距離をdで規格化した第2アノードからクロスオーバポ
イントまでの距離)の変化を示している。flはSt/
d=0.5の場合の、flはパラメータS1/d−0,
68の場合のそれぞれ特性を示している。第2図により
、加速電圧を変化させると、クロスオーバポイントPの
位置が変化することが分かる。クロスオーバポイントの
位置が変化すると、試料上でのビームの明かるさ、ビー
ム径、ビームの安定性等が変化するため、クロスオーバ
ポイントは常に前記特性に対しオプティマムな位置に固
定されることが望まれる。
を82、第1アノード2に印加される電圧をvl、第2
アノード3に印加される電圧をV2とする。以上の定義
の下に、第2図はS1/d(電極間距離をdで規格化し
た第1アノードと工ミッタ間距fi)をパラメータとし
て電圧比V2/v1を変化させた時のSz/d(電極間
距離をdで規格化した第2アノードからクロスオーバポ
イントまでの距離)の変化を示している。flはSt/
d=0.5の場合の、flはパラメータS1/d−0,
68の場合のそれぞれ特性を示している。第2図により
、加速電圧を変化させると、クロスオーバポイントPの
位置が変化することが分かる。クロスオーバポイントの
位置が変化すると、試料上でのビームの明かるさ、ビー
ム径、ビームの安定性等が変化するため、クロスオーバ
ポイントは常に前記特性に対しオプティマムな位置に固
定されることが望まれる。
〈発明が解決しようとする問題点)
従来の1段加速型の電界放射型電子銃においては加速電
圧に応じて第2アノードに印加する電圧の値を変えてク
ロスオーバポイントの位置が変わらないようにしている
。第4図は従来の100KVタイプ電界放射型電子銃の
構成例を示す図である。−100KVf1位に保持され
たエミッタ11から出射された電子線は、第1アノード
(引出し電極)12により引出された後、第2アノード
13及び第37ノード14を通過して加速され1)点に
クロスオーバを結ぶ。ここで1第1アノード12の電位
としては−100KV〜−90KV、第2アノード13
の電位としては同じ<−100に■〜−90KV程度が
用いられ、第3アノード14は接地されている。このよ
うに構成された装置において、各アノードに前述範囲の
電位を与えた後、第2アノード13に印加する電圧の値
を可変してクロスオーバポイントPの位置を一定に調整
している。ここで、第2アノード13.第37ノード1
4は静電レンズとして作用する。しかしながら、200
KVの多段加速管を用いた電界I’101型電子銃でク
ロスオーバポイントの位置を一定にする技術は確立され
ていなかった。
圧に応じて第2アノードに印加する電圧の値を変えてク
ロスオーバポイントの位置が変わらないようにしている
。第4図は従来の100KVタイプ電界放射型電子銃の
構成例を示す図である。−100KVf1位に保持され
たエミッタ11から出射された電子線は、第1アノード
(引出し電極)12により引出された後、第2アノード
13及び第37ノード14を通過して加速され1)点に
クロスオーバを結ぶ。ここで1第1アノード12の電位
としては−100KV〜−90KV、第2アノード13
の電位としては同じ<−100に■〜−90KV程度が
用いられ、第3アノード14は接地されている。このよ
うに構成された装置において、各アノードに前述範囲の
電位を与えた後、第2アノード13に印加する電圧の値
を可変してクロスオーバポイントPの位置を一定に調整
している。ここで、第2アノード13.第37ノード1
4は静電レンズとして作用する。しかしながら、200
KVの多段加速管を用いた電界I’101型電子銃でク
ロスオーバポイントの位置を一定にする技術は確立され
ていなかった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、多段加速管を用いた電子銃の場合であって
も、加速電圧を可変した場合でもクロスオーバポイント
の位置を一定に固定することができる電界放射型電子銃
を実現することにある。
その目的は、多段加速管を用いた電子銃の場合であって
も、加速電圧を可変した場合でもクロスオーバポイント
の位置を一定に固定することができる電界放射型電子銃
を実現することにある。
(問題点を解決するための手段)
前記した問題点を解決する本発明は、エミッタより出射
した電子線を多段加速管及び複数個のアノードにより加
速集束するようにした電界放射型電子銃において、加速
電圧に応じて第2アノードと第3アノードに印加される
電圧の比を一定に保つ手段を設けたことを特徴とするも
のである。
した電子線を多段加速管及び複数個のアノードにより加
速集束するようにした電界放射型電子銃において、加速
電圧に応じて第2アノードと第3アノードに印加される
電圧の比を一定に保つ手段を設けたことを特徴とするも
のである。
(作用)
本発明は、第2アノード、第3アノードに印加される電
圧の比を加速電圧の変化に応じて常に一定に保つように
する。
圧の比を加速電圧の変化に応じて常に一定に保つように
する。
以下に、本発明の動作原理を第2図の特性図を参照して
説明する。第2図において、第2アノード以下のN極は
ビーム通路の穴径を大きくとり、殆ど静電レンズ作用を
無視できるため、クロスオーバポイントは略第1アノー
ド、第2アノードによるレンズ作用で見積もることがで
きる。従って、S1/dが一定の時、電圧比V 2 /
V tが一定であれば特性図より82/dも一定とな
る。即ち、クロスオーバポイントを固定できることにな
る。
説明する。第2図において、第2アノード以下のN極は
ビーム通路の穴径を大きくとり、殆ど静電レンズ作用を
無視できるため、クロスオーバポイントは略第1アノー
ド、第2アノードによるレンズ作用で見積もることがで
きる。従って、S1/dが一定の時、電圧比V 2 /
V tが一定であれば特性図より82/dも一定とな
る。即ち、クロスオーバポイントを固定できることにな
る。
(実施例)
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。
図は200KVの多段加速FEGの構成を示している。
図において、21はハイテンション(l〜IT)電位(
−200KV)に維持されたエミッタ、22は第1アノ
ード(引出し電極)、23は第2アノード、24は6段
の多段加速管である。該多段加速管2/lはR1−R6
の分圧抵抗、各段から引出された加速電極A1〜As、
各加速電極A1〜ΔGとは逆方向(真空外)に引出され
たフープ〈電界緩和リング)より構成されている。イし
て。
−200KV)に維持されたエミッタ、22は第1アノ
ード(引出し電極)、23は第2アノード、24は6段
の多段加速管である。該多段加速管2/lはR1−R6
の分圧抵抗、各段から引出された加速電極A1〜As、
各加速電極A1〜ΔGとは逆方向(真空外)に引出され
たフープ〈電界緩和リング)より構成されている。イし
て。
加速fHtlAt−Asはインシュレータ25により位
置決め固定されている。、2Gは第3アノードで、多段
加速管24のうちの加速電極A3を第3アノードとして
併用している。S+乃至$3はそれぞれ加速電11A
A 4〜八6と接地間に接続された短絡用スイッチであ
る。
置決め固定されている。、2Gは第3アノードで、多段
加速管24のうちの加速電極A3を第3アノードとして
併用している。S+乃至$3はそれぞれ加速電11A
A 4〜八6と接地間に接続された短絡用スイッチであ
る。
V 10は第1アノード22とエミッタ21間に印加さ
れたフィールドエミッション(電界放射)電流引出し電
圧、■乙は第2アノード23とエミッタ21間に印加さ
れたエミッション電流コントロール及び静電レンズコン
トロール電圧で、これら電圧Vw、Vaは最適な値に調
整できるようになっている。分圧抵抗R1〜R6はその
一端がハイテンション電圧(−200KV)端子に接続
され、他端は接地されている。従って、分圧抵抗R1〜
RAI、の各段からは分圧比に応じた分圧電圧が取出さ
れ、各加速電極A1−八〇に供給される。
れたフィールドエミッション(電界放射)電流引出し電
圧、■乙は第2アノード23とエミッタ21間に印加さ
れたエミッション電流コントロール及び静電レンズコン
トロール電圧で、これら電圧Vw、Vaは最適な値に調
整できるようになっている。分圧抵抗R1〜R6はその
一端がハイテンション電圧(−200KV)端子に接続
され、他端は接地されている。従って、分圧抵抗R1〜
RAI、の各段からは分圧比に応じた分圧電圧が取出さ
れ、各加速電極A1−八〇に供給される。
エミッタ21は電子線の発生源であり、FEGの場合、
コールドタイプと多少加熱して用いるサーマルタイプと
がある。第2アノード23に印加される電圧は、適正な
電子線を得るための手段であり、引出し電圧(第1アノ
ード電圧)とも関連しながら設定する。この電圧は、通
常エミッタ電位(−200KV) に対シテ通常O〜1
0に■正方向に設定される。第2アノード23と第37
ノード26とでパトラ−型静電レンズを構成し、エミッ
タ21から出射された電子線を集束する役目をする。こ
のように構成された装置の動作を説明すれば、以下のと
おりである。
コールドタイプと多少加熱して用いるサーマルタイプと
がある。第2アノード23に印加される電圧は、適正な
電子線を得るための手段であり、引出し電圧(第1アノ
ード電圧)とも関連しながら設定する。この電圧は、通
常エミッタ電位(−200KV) に対シテ通常O〜1
0に■正方向に設定される。第2アノード23と第37
ノード26とでパトラ−型静電レンズを構成し、エミッ
タ21から出射された電子線を集束する役目をする。こ
のように構成された装置の動作を説明すれば、以下のと
おりである。
第1アノード22にエミッタ電位(−1−! T )に
対して数KV〜10KV程度正方向の電圧を印加すると
、エミッタ21から電子線が発生する。発生した電子線
は、第2アノード23、第37ノード26による静電レ
ンズ作用により集束される。
対して数KV〜10KV程度正方向の電圧を印加すると
、エミッタ21から電子線が発生する。発生した電子線
は、第2アノード23、第37ノード26による静電レ
ンズ作用により集束される。
集束された電子ビームは多段加速管24を通過1゛る間
に加速される。
に加速される。
ここで、例えば加速電圧(−HT)が200KVの時、
スイッチSr〜S3は全てオフ、従って、各段は200
÷6−33 (KV)を負担する。この場合、第2.第
3アノード23.26間の電位差は33X2−66 (
KV)となる。次に、加速電圧(−1−IT)が160
KVの時にはスイッチS3のみオンになり、各段は16
0÷5=32 (KV)を負担する。この時、第2.第
3アノード23.266間ノミ差は32x2−64 (
KV) となる。同様にして加速電圧(−)−IT)が
120に■の時にはスイッチS2及び$3がオンになり
、加速電圧(−HT)が100KVの時にはスイッチ8
1.82及びS3がオンになる。この時の第2、第3ア
ノード間の電位差は前者が60KV。
スイッチSr〜S3は全てオフ、従って、各段は200
÷6−33 (KV)を負担する。この場合、第2.第
3アノード23.26間の電位差は33X2−66 (
KV)となる。次に、加速電圧(−1−IT)が160
KVの時にはスイッチS3のみオンになり、各段は16
0÷5=32 (KV)を負担する。この時、第2.第
3アノード23.266間ノミ差は32x2−64 (
KV) となる。同様にして加速電圧(−)−IT)が
120に■の時にはスイッチS2及び$3がオンになり
、加速電圧(−HT)が100KVの時にはスイッチ8
1.82及びS3がオンになる。この時の第2、第3ア
ノード間の電位差は前者が60KV。
後者が66KVとなる。このようにして、加速電圧が変
化した場合でも第2アノード23と第3アノード26間
の電位差が略60KVと一定に保たれる。電位差が一定
に保たれるということは、これらアノードに印加される
電圧の比が一定に保たれることを表わす。第2.第3ア
ノードに印加される電圧の比が一定に保たれると、前述
したようにクロスオーバポイントを一定位置に固定する
ことができる。従って加速電圧を変化させても常にクロ
スオーバポイントをオプティマムに位置づけて使用する
ことができる。
化した場合でも第2アノード23と第3アノード26間
の電位差が略60KVと一定に保たれる。電位差が一定
に保たれるということは、これらアノードに印加される
電圧の比が一定に保たれることを表わす。第2.第3ア
ノードに印加される電圧の比が一定に保たれると、前述
したようにクロスオーバポイントを一定位置に固定する
ことができる。従って加速電圧を変化させても常にクロ
スオーバポイントをオプティマムに位置づけて使用する
ことができる。
上述の実施例においては、第2アノードと第3アノード
に印加される電圧の比を一定に保つ手段として、多段加
速管各段と接地間に短絡スイッチを設けた場合を例にと
ったが、本発明はこれに限るものではない。第2アノー
ドと第3アノードに印加される電圧の比を一定に保つこ
とができるものであればどのような手段であってもよい
。
に印加される電圧の比を一定に保つ手段として、多段加
速管各段と接地間に短絡スイッチを設けた場合を例にと
ったが、本発明はこれに限るものではない。第2アノー
ドと第3アノードに印加される電圧の比を一定に保つこ
とができるものであればどのような手段であってもよい
。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明によれば、加速電圧
に応じて第2アノードと第3アノードに印加される電圧
の比を一定になるような手段を設けることにより、クロ
スオーバポイントを各加速電圧に対して常にオブティマ
ムな位置に固定することができる電界放射型電子銃を実
現することができる。
に応じて第2アノードと第3アノードに印加される電圧
の比を一定になるような手段を設けることにより、クロ
スオーバポイントを各加速電圧に対して常にオブティマ
ムな位置に固定することができる電界放射型電子銃を実
現することができる。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図はクロ
スオーバポイントの移動特性を示す図、第3図、第4図
は電子銃の構成概念を示す図である。 1.11.21・・・エミッタ 2.12.22・・・第1アノード 3.13.23・・・第2アノード 14.26・・・第3アノード 24・・・多段加速管 25・・・インシュレータ
R1〜R6・・・分圧抵抗 △1〜八6・・・加速電極
5l−83・・・短絡スイッチ 特許出願人 日 本 電 子 株 式
会 社代 理 人 弁理士 井
島 藤 治外1名 第1図 2つ一1ノンユレータ 26i第3アノード 第3図 第4 図
スオーバポイントの移動特性を示す図、第3図、第4図
は電子銃の構成概念を示す図である。 1.11.21・・・エミッタ 2.12.22・・・第1アノード 3.13.23・・・第2アノード 14.26・・・第3アノード 24・・・多段加速管 25・・・インシュレータ
R1〜R6・・・分圧抵抗 △1〜八6・・・加速電極
5l−83・・・短絡スイッチ 特許出願人 日 本 電 子 株 式
会 社代 理 人 弁理士 井
島 藤 治外1名 第1図 2つ一1ノンユレータ 26i第3アノード 第3図 第4 図
Claims (2)
- (1)エミッタより出射した電子線を多段加速管及び複
数個のアノードにより加速集束するようにした電界放射
型電子銃において、加速電圧に応じて第2アノードと第
3アノードに印加される電圧の比を一定に保つ手段を設
けたことを特徴とする電界放射型電子銃。 - (2)前記手段は多段加速管の各段と接地間に設けた短
絡スイッチであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の電界放射型電子銃。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61228624A JPS6381743A (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 電界放射型電子銃 |
US07/099,550 US4814716A (en) | 1986-09-26 | 1987-09-22 | Apparatus for producing and accelerating an electron beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61228624A JPS6381743A (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 電界放射型電子銃 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6381743A true JPS6381743A (ja) | 1988-04-12 |
JPH0530015B2 JPH0530015B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=16879256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61228624A Granted JPS6381743A (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 電界放射型電子銃 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4814716A (ja) |
JP (1) | JPS6381743A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007518223A (ja) * | 2003-12-30 | 2007-07-05 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 発散制御機能を有したハイブリッド型マルチビーム電子放出デバイス |
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JP2019139964A (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | 日本電子株式会社 | 電子顕微鏡および電子顕微鏡の制御方法 |
WO2024018568A1 (ja) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | 株式会社日立ハイテク | 荷電粒子線装置 |
Families Citing this family (7)
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KR20020079848A (ko) * | 2000-02-11 | 2002-10-19 | 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. | 고에너지 가속기를 저에너지 모드에서 가동하는 방법 및장치 |
JP2004335320A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
JP2006216396A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
RU2313925C2 (ru) * | 2005-02-22 | 2007-12-27 | Валерий Тимофеевич Гавич | Способ ускорения двух пучков электронов в одном линейном резонансном ускорителе |
JP5149387B2 (ja) * | 2008-08-08 | 2013-02-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子銃及びこれを用いた集束イオンビーム装置 |
DE102010041813A1 (de) | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Teilchenstrahlgerät und Verfahren zur Untersuchung und/oder Bearbeitung eines Objekts |
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JPS51117568A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Hitachi Ltd | Electron gun for use in electron microscope |
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US4383180A (en) * | 1981-05-18 | 1983-05-10 | Varian Associates, Inc. | Particle beam accelerator |
-
1986
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1987
- 1987-09-22 US US07/099,550 patent/US4814716A/en not_active Expired - Fee Related
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