KR102292412B1 - 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고출력의 엑스선 튜브에 관한 것으로써, 본 발명에 따른 엑스선 튜브는 절연 케이스, 상기 절연 케이스의 일측에 배치되고, 전자 방출을 위한 에미터가 형성된 캐소드 전극, 상기 절연 케이스의 타측에 상기 캐소드 전극과 대향하도록 배치되고, 상기 캐소드에서 방출된 전자와의 충돌에 의해 엑스선을 발생시키는 타겟을 구비한 애노드 전극, 상기 캐소드 전극과 상기 애노드 전극 사이에 배치된 게이트 전극, 상기 에미터에서 방출된 전자의 관통을 위한 단일 관통홀이 형성된 절연성 기판, 상기 절연성 기판의 상면 및 하면에 각각 형성된 상부 전극 및 하부 전극 및 상기 단일 관통 홀의 내주면에 형성된 이차전자 방출층을 포함하는 전자 증폭 플레이트 및 상기 전자 증폭 플레이트에서 방출된 전자의 진행 방향의 초점 크기 및 위치를 미세하게 조정하는 전기장 렌즈를 포함하고, 상기 전자 증폭 플레이트의 상기 관통홀은 상기 상부 전극 측의 직경이 상기 하부 전극 측의 직경보다 작게 형성한다.

Description

초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브{MICRO FOCUS X-RAY TUBE}
본 발명은 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 증폭 플레이트가 에미터에서 방출된 전자를 증폭시키고, 전자 증폭 플레이트에 형성된 관통 홀에 의해 좁은 면적에서 증폭된 전자가 방출되며, 전기장 렌즈가 좁은 면적에서 방출된 전자의 진행 방향의 초점 크기 및 위치를 미세하게 조정하는 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브에 관한 것이다.
일반적으로, 엑스선(X-ray) 튜브는 의료 진단용이나 비파괴 검사용 또는 화학분석용 등 다양한 검사장치 또는 진단장치에 응용되어 폭넓게 사용되고 있다.
이러한 엑스선 튜브는 피검체 내의 대상물이 작은 경우에 정확한 검사 및 진단을 위해 대상물을 가능한 크게 확대된 상을 얻는 것이 바람직하고, 이를 위해 엑스선 튜브에서는 초점의 치수를 작게 하는 것이 요구되고 있다.
종래의 엑스선 튜브는 초점의 치수를 작게 하기 위해 한국등록특허 제10-0770348호와 같이 음극 구조를 변경하거나, 한국공개특허 제10-2014-0049471호와 같이 자기장 렌즈를 이용하였다.
그러나, 마이크로 포커스를 위해 음극 구조를 변경하는 경우 제공 공정이 복잡해지고, 에미터의 전자 방출 영역을 좁게 형성하면 에미터의 수명이 단축되며, 자기장 렌즈를 사용하면 엑스선 튜브의 크기가 커지며, 무거워지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 카본 나노튜브(CNT) 전계방출원 및 전자 증폭 플레이트를 이용하여 전자 발생부의 크기를 작게 하면서 충분한 전자빔 조사를 구현할 수 있는 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브는 절연 케이스, 상기 절연 케이스의 일측에 배치되고, 전자 방출을 위한 에미터가 형성된 캐소드 전극, 상기 절연 케이스의 타측에 상기 캐소드 전극과 대향하도록 배치되고, 상기 캐소드에서 방출된 전자와의 충돌에 의해 엑스선을 발생시키는 타겟을 구비한 애노드 전극, 상기 캐소드 전극과 상기 애노드 전극 사이에 배치된 게이트 전극, 상기 에미터에서 방출된 전자의 관통을 위한 단일 관통홀이 형성된 절연성 기판, 상기 절연성 기판의 상면 및 하면에 각각 형성된 상부 전극 및 하부 전극 및 상기 단일 관통 홀의 내주면에 형성된 이차전자 방출층을 포함하는 전자 증폭 플레이트 및 상기 전자 증폭 플레이트에서 방출된 전자의 진행 방향의 초점 크기 및 위치를 미세하게 조정하는 전기장 렌즈를 포함한다.
상기 에미터는 상기 전자 증폭 플레이트의 관통홀들과 대응되는 미세패턴들을 형성하지 않고 벌크 영역으로 이루어질 수 있다.
상기 전자 증폭 플레이트의 상기 관통홀은 상기 상부 전극 측의 직경이 상기 하부 전극 측의 직경보다 같거나 작다.
상기 에미터는 상기 전자 증폭 플레이트의 관통홀에 대응되는 영역보다 넓게 형성된다.
상기 이차전자 방출층은 Al2O3, MgO, SiO2, La2O3 등의 산화물이나, CaF2, MgF2 등의 불화물 중 어느 하나를 포함한다.
상기 상부 전극에는 상기 하부 전극에 인가되는 전압보다 높은 전압이 인가된다.
상기 에미터는 탄소나노튜브와 같은 나노구조체로 이루어진다.
이와 같은 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브에 따르면, 전자 증폭 플레이트에 좁은 관통 홀을 형성하는 것에 의해 전자 빔 방출 영역을 좁게 형성하여도 충분한 전자 빔을 확보할 수 있어 전기장 렌즈만으로도 전자 빔 진행 방향의 초점 크기 및 위치를 미세하게 조정할 수 있다.
또한, 에미터에서 방출되는 전자가 전자 증폭 플레이트를 통과하면서 내부 충돌에 의해 다량의 이차전자를 발생시키므로, 많은 전자를 방출시키기 위해 에미터에 고전압을 인가하거나 고전류를 방출할 필요가 없어 에미터의 수명 단축을 방지할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 튜브를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 증폭 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 튜브를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 증폭 플레이트를 나타낸 도면이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 튜브를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 튜브(100)는 절연 케이스(110), 캐소드 전극(120), 애노드 전극(130), 전자 증폭 플레이트(150) 및 전기장 렌즈(160)를 포함한다.
절연 케이스(110)는 원통 형상의 튜브 형태로 형성되며, 세라믹, 유리 또는 실리콘 등의 절연성 물질로 형성된다. 절연 케이스(110)는 절연성 물질로 형성되어 캐소드 전극(120)과 애노드 전극(130)을 서로 전기적으로 절연시킨다.
캐소드 전극(120)은 절연 케이스(110)의 일측에 결합되어 절연 케이스(110)의 일측을 진공 밀폐시키거나, 또는 밀폐된 절연 케이스(110)의 내부에 배치된 구조를 가진다.
캐소드 전극(120) 상에는 전자를 방출하는 에미터(122)가 형성된다. 에미터(122)는 별도의 기판에 형성되어 캐소드 전극(120)에 결합되거나, 또는 캐소드 전극(120)의 표면에 직접 형성될 수 있다. 에미터(122)는 필라멘트와 같은 열전자 물질이나 또는 탄소나노튜브와 같은 나노 구조물로 형성될 수 있으나, 전자 방출 효율 등을 고려하여 탄소나노튜브와 같은 나노 구조물로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 에미터(122)는 캐소드 전극(120) 표면에 소단위 군집 형태로 형성할 수도 있고, 캐소드 전극(120) 표면 전체 또는 캐소드 전극(120) 표면의 일정 영역 전체에 벌크 형상으로 형성할 수도 있으나, 전자 방출 효율 및 에미터 제조 효율이 좋은 벌크 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 에미터(122)가 벌크 형상으로 형성되면 에미터를 소단위 군집 형태로 형성하기 위한 공정을 수행하지 않아도 되고, 에미터(122)의 전체 면적이 증가되어 동일한 전압하에서 방출되는 전자량이 증가되며, 전자 방출량이 증가되므로 개별 에미터에서의 전자 방출 부담이 감소되어 에미터의 수명이 크게 증가된다.
애노드 전극(130)은 절연 케이스(110)의 타측에 캐소드 전극(120)과 대향되도록 결합되어 절연 케이스(110)의 타측을 진공 밀폐시키거나, 또는 밀폐된 절연 케이스(110)의 내부에 배치된 구조를 가질 수 있다.
애노드 전극(130) 상에는 캐소드 전극(120) 측으로부터 입사되는 전자와 충돌하여 엑스선을 발생시키는 타겟(132)을 형성한다. 애노드 전극(130) 상에 형성되는 타겟은 투과형 타겟 또는 반사형 타겟 어느 것으로도 형성될 수 있다.
외부 회로로부터 캐소드 전극(120)과 애노드 전극(130)에 전압이 인가되면, 캐소드 전극(120)과 상기 애노드 전극(130) 사이에 수십에서 수백 kV에 달하는 높은 전위차가 형성된다. 이에 따라, 에미터(122)에서 방출된 전자는 캐소드 전극(120)과 애노드 전극(130) 사이의 전위차에 의해 형성되는 전계효과에 의해 애노드 전극(130) 방향으로 가속된다.
전자 증폭 플레이트(150)는 캐소드 전극(120)과 애노드 전극(130) 사이에 배치되어 에미터(122)의 방출 전자를 제어하며, 에미터(122)의 출력을 증폭시키며, 애노드 전극(130) 측으로 방출되는 전자빔 방출 영역의 크기를 제어하는 역할을 수행한다. 전자 증폭 플레이트(150)의 구조에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.
전자 증폭 플레이트(150)의 하부 전극(156)을 종래 엑스선 튜브의 게이트 전극으로 사용하여 에미터(122)에서 방출되는 전자를 제어한다. 즉, 외부 회로로부터 전자 증폭 플레이트(150)의 하부 전극(156)에 전압이 인가되면 캐소드 전극(120)과 전자 증폭 플레이트(150)의 하부 전극(156) 사이에는 높은 전위차가 형성된다. 상기 전위차에 형성된 전계효과에 의해 전자 증폭 플레이트(150) 방향으로 에미터(122)로부터 방출된 전자가 가속되어 전자 증폭 플레이트(150)를 통과하도록 제어될 수 있다.
에미터(122)에서 방출된 전자가 전자 증폭 플레이트(150)를 통과하면서 이차전자가 발생되어 에미터 출력이 증폭된다. 즉, 에미터(122)에서 방출된 전자가 전자 증폭 플레이트(150)에 형성된 관통 홀(152a)을 통과하면서 일어나는 내부 충돌에 의해 에미터(122)에서 방출되는 전자보다 많은 이차전자가 발생된다. 이때, 에미터(122)에서 방출되는 전자 중 일부 전자가 관통 홀(152a)을 통과하지 못하고 전자 증폭 플레이트(150) 표면에 부딪혀 누설전류가 발생하더라도 전자 증폭 플레이트(150)의 관통홀(152a)을 통과하면서 내부충돌에 의해 발생하는 이차전자가 누설 전류보다 많아 엑스선 튜브의 에미터 출력(관전류)가 고출력을 유지할 수 있다. 즉, 전자 증폭 플레이트(150)에 의한 충분한 게인을 가지는 증폭된 전자량을 애노드 전극(130)방향으로 방출시킬 수 있다. 이에 따라, 에미터(122)에 고전압을 인가하지 않아도 전자 증폭 플레이트에 의해 많은 량의 전자가 방출되어 고출력을 유지할 수 있고, 에미터에 고전압을 인가하지 않아 에미터의 수명을 크게 향상시킬 수 있다.
전자 증폭 플레이트(150)에 형성된 관통 홀(152a)의 크기에 따라 애노드 전극(130) 측으로 방출되는 전자빔의 방출 영역이 제어된다. 즉, 관통 홀(152a)을 좁게 형성할수록, 애노드 전극(130) 측으로 방출되는 전자빔의 방출 영역을 좁게 제어할 수 있다. 전자빔의 방출 영역을 좁게 제어할수록 마이크로 포커스제어가 쉬워진다. 이는, 마이크로 포커스를 위해서는 전자빔 진행 방향의 초점 위치를 미세하게 조정하여 전자빔을 타겟에 충돌시켜야 하는데, 처음부터 전자빔이 좁은 영역에서 집속되어 방출되면, 전자빔의 진행 방향의 초점 크기 및 위치를 미세하기 조정하기 위해 전자빔을 집속시키는 것이 간단해지기 때문이다.
전기장 렌즈(160)는 전자 증폭 플레이트(150)의 관통 홀(152a)을 통해 방출되는 전자를 집속하고 진행 방향의 초점 위치를 미세하게 조정한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 증폭 플레이트의 단면도이다.
도 2 및 도3을 참조하면, 전자 증폭 플레이트는 에미터(122)에서 방출된 전자의 관통을 위한 관통홀(152a)이 형성된 절연성 기판(152), 절연성 기판(152)의 상면과 하면에 각각 형성된 상부 전극(154) 및 하부 전극(156), 관통홀(152a)의 내주면에 형성된 이차전자 방출층(158)을 포함할 수 있다. 여기서, 관통홀(152a)은 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 이차전자 방출층(158)은 금속 산화물 또는 불화물로 구성할 수 있으며 최종적으로 이차전자 방출 계수를 고려하여 금속 산화물 또는 불화물이 선택된다. 본 발명에서는 가급적 이차전자 방출계수가 큰 Al2O3, MgO, SiO2, La2O3 등의 산화물이나, CaF2, MgF2 등의 불화물을 이용한다.
전자 증폭 플레이트(150)의 상부 전극(154)과 하부 전극(156) 사이에 전압을 인가하면, 절연성 기판(152)의 관통홀(152a) 내부로 입사되는 전자가 이차전자 방출층(158)과 충돌한 후, 상부 전극(154)과 하부 전극(156) 사이의 전위차에 의해 2차전자와 함께 가속되어 관통홀(152a) 밖으로 방출된다.
전자 증폭 플레이트(150)의 하부 전극(156)에는 에미터(122)에서 방출되는 전자를 제어할 수 있도록 캐소드 전극(120)에 인가되는 캐소드 전압보다 큰 전압이 인가되고, 상부 전극(154)에는 전자 증폭 플레이트(150)를 통해 전자가 증폭될 수 있도록 하부 전극(156)에 인가되는 전압보다 큰 전압이 인가된다.
한편, 전자 증폭 플레이트(150)의 게인은 하기 수학식 1에 의해 결정된다.
[수학식 1]
게인 = exp G*(L/d)
(여기서, G는 이차전자 방출층의 이차전자 방출계수이며, d는 관통홀의 직경, L은 관통홀의 거리를 나타낸다.)
수학식 1에서 알 수 있듯이, 전자 증폭 플레이트(150)의 게인은 이차전자 방출층(158)의 이차전자 방출계수와, 관통홀(152a)의 직경(d)에 대한 거리(L)의 비(L/d)에 영향을 받는다.
통상적으로, 엑스선 튜브의 에미터(122)의 출력은 약 0.1~1mA 정도이나, 비파괴 검사 및 의료용 영상진단기기에서는 응용에 따라 약 100mA ~ 300mA 정도의 고출력이 요구되고 있다. 이를 고려하여, 관통홀(142a)의 직경(d) 및 길이(L)는 전자 증폭 플레이트(150)의 게인이 102 ~ 104 이 되도록 설정되는 것이 바람직하다.
이러한 조건을 만족하기 위하여, 관통홀(152a)의 직경(d)에 대한 거리(L)의 비(L/d)는 약 20 ~ 40 정도로 형성되는 것이 바람직하며, 이를 위해, 직경(d)은 약 5 ~ 100um, 거리(L)는 약 0.2 ~ 2mm 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이차전자 방출층(148)은 약 0.1 ~ 1 정도의 이차전자 방출계수를 갖는 것이 바람직하며, 이를 만족하는 물질로 Al2O3, MgO, SiO2 등의 물질을 이용할 수 있다.
이와 같이, 게인이 102 ~ 104 이 되는 전자 증폭 플레이트를 엑스선 튜브에 적용함으로써, 치과 및 의료용 등의 영상진단분야 및 비파괴검사 분야 등의 응용분야에 적합한 고출력의 엑스선 튜브를 구현할 수 있다. 따라서 본 발명의 마이크로 포커스 엑스선 튜브에 활용하기 위한 출력인 0.1~1mA를 얻기 위해, 상기 게인 특성을 적용하게 되면 실제 에미터에서는 약 0.1~10μA 정도만 방출되면 전자량이 증폭되어 0.1~1mA의 관전류를 충분히 획득할 수 있으므로 에미터의 수명도 증가시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 튜브를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 증폭 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전자 증폭 플레이트(150)에 형성되는 관통홀(152a)은 상부 전극(154) 측이 직경이 하부 전극(156) 측의 직경보다 작게 형성된다. 이처럼, 관통홀(152a)의 상부 직경이 작고, 하부 직경이 큰 경우 관통홀(152a)을 통해 방출되는 전자의 영역은 좁게 유지할 수 있으며, 에미터(122)에서 방출되는 전자가 보다 많이 관통홀(152a)에 들어오도록 할 수 있다. 즉, 직경이 큰 관통홀(152a)의 하부를 통해 에미터에서 방출되는 전자가 많이 들어와 증폭되는 전자 량이 증가하고, 직경이 작은 관통홀(152a)의 상부를 통해 전자가 애노드 전극(130) 측으로 방출되므로 마이크로 포커스의 성능이 향상되고 고출력 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 관통홀(152a)의 상부측 직경이 하부측 직경보다 작게 형성되는 경우 증폭된 전자가 방출 각도가 작아지게 된다. 즉, 관통홀(152a)을 통해 방출 각도가 작은 일직선 방향으로 방출되는 전자가 방출 각도가 큰 경사 방향으로 방출되는 전자보다 많아지기 때문에 전기장 렌즈(160)가 관통홀(152a)에서 방출되는 전자의 진행 방향의 초점 크기 및 위치를 미세하게 조정하기가 더욱 용이해진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 전자 증폭 플레이트를 복수로 구성될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전자 방출 플레이트(150)에서 전자를 증폭시키고, 증폭된 전자를 좁은 영역에서 방출하며, 좁은 영역에서 방출된 전자의 진행 방향의 초점을 전기장 렌즈(160)만으로 미세하게 조정하는 것이 가능한 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브이다. 이처럼, 처음부터 증폭된 전자가 좁은 영역에서 방출되므로, 방출 전자의 초점 크기 및 위치를 미세하게 조정하는 것이 쉬워진다. 이에 따라, 방출 전자의 초점을 미세하게 조정하기 위해 전자기 렌즈 등의 추가 장치를 사용하지 않아도 된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 엑스선 튜브 110 : 절연 케이스
120 : 캐소드 전극 122 : 에미터
130 : 애노드 전극 132 : 타겟
150 : 전자 증폭 플레이트 152 : 절연성 기판
152a : 관통홀 154 : 상부 전극
156 : 하부 전극 158 : 이차전자 방출층

Claims (7)

  1. 절연 케이스;
    상기 절연 케이스의 일측에 배치되고, 전자 방출을 위한 에미터가 형성된 캐소드 전극;
    상기 절연 케이스의 타측에 상기 캐소드 전극과 대향하도록 배치되고, 상기 캐소드에서 방출된 전자와의 충돌에 의해 엑스선을 발생시키는 타겟을 구비한 애노드 전극;
    상기 캐소드 전극과 상기 애노드 전극 사이에 배치된 게이트 전극;
    상기 에미터에서 방출된 전자의 관통을 위한 단일 관통홀이 형성된 절연성 기판, 상기 절연성 기판의 상면 및 하면에 각각 형성된 상부 전극 및 하부 전극 및 상기 단일 관통 홀의 내주면에 형성된 이차전자 방출층을 포함하는 전자 증폭 플레이트;
    상기 전자 증폭 플레이트에서 방출된 전자의 진행 방향의 초점 크기 및 위치를 미세하게 조정하는 전기장 렌즈를 포함하고,
    상기 에미터는 상기 전자 증폭 플레이트의 관통홀들과 대응되는 미세패턴들을 형성하지 않고 벌크 영역으로 이루어지며,
    상기 전자 증폭 플레이트의 상기 관통홀은 상기 상부 전극 측의 직경이 상기 하부 전극 측의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에미터는 상기 전자 증폭 플레이트의 관통홀에 대응되는 영역보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이차전자 방출층은 Al2O3, MgO, SiO2, La2O3 등의 산화물이나, CaF2, MgF2 등의 불화물 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극에는 상기 하부 전극에 인가되는 전압보다 높은 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에미터는 탄소나노튜브와 같은 나노구조체로 이루어진 것을 특징으로 하는 초소형 마이크로 포커스 엑스선 튜브
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100867172B1 (ko) * 2006-12-18 2008-11-06 한국전기연구원 탄소나노튜브 기반의 ｘ-선관 구조
KR20170024984A (ko) * 2015-08-27 2017-03-08 (주)바텍이우홀딩스 이종 게터를 갖는 초소형 엑스선관

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003257359A (ja) * 2002-02-20 2003-09-12 Samsung Electronics Co Ltd 炭素ナノチューブを含む電子増幅器及びその製造方法

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