WO2010139740A2 - Source de faisceau electronique collimate a cathode froide - Google Patents

Source de faisceau electronique collimate a cathode froide Download PDF

Info

Publication number
WO2010139740A2
WO2010139740A2 PCT/EP2010/057734 EP2010057734W WO2010139740A2 WO 2010139740 A2 WO2010139740 A2 WO 2010139740A2 EP 2010057734 W EP2010057734 W EP 2010057734W WO 2010139740 A2 WO2010139740 A2 WO 2010139740A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
annular electrode
emitter
electrode
electron beam
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/057734
Other languages
English (en)
Other versions
WO2010139740A3 (fr
Inventor
Cédric ROBERT
Pierre Legagneux
Pascal Ponard
Frédéric Andre
Costel Sorin Cojocaru
Jean-Philippe Schnell
Original Assignee
Thales
Ecole Polytechnique
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales, Ecole Polytechnique filed Critical Thales
Publication of WO2010139740A2 publication Critical patent/WO2010139740A2/fr
Publication of WO2010139740A3 publication Critical patent/WO2010139740A3/fr

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
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H01J1/304—Field-emissive cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/304—Field emission cathodes
    • H01J2201/30403—Field emission cathodes characterised by the emitter shape
    • H01J2201/30407—Microengineered point emitters
    • H01J2201/30415—Microengineered point emitters needle shaped
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/304—Field emission cathodes
    • H01J2201/30403—Field emission cathodes characterised by the emitter shape
    • H01J2201/30434—Nanotubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/304—Field emission cathodes
    • H01J2201/30446—Field emission cathodes characterised by the emitter material
    • H01J2201/30453—Carbon types
    • H01J2201/30469—Carbon nanotubes (CNTs)

Definitions

  • the field of the invention is that of electronic sources and more particularly that of electronic tubes such as X-ray tubes, microwave sources and amplifiers .... These devices comprise a cathode which emits an electron beam and an anode which drains this electronic flow.
  • Cold cathodes are currently being studied and developed to replace thermionic cathodes in several types of electronic sources.
  • radiofrequency amplifier tubes used in particular for satellite telecommunications, they reduce the size and weight of the tubes and increase their efficiency.
  • the cold cathodes of the field emission type comprise a set of micrometric or nanometric peaks.
  • an electric field is applied thanks to a extraction grid positively polarized with respect to the tip and placed opposite the cathode. This field is magnified at the peaks and remission is preferentially.
  • the emitted electron beam then passes through the extraction grid and is accelerated by the anode.
  • the beam diameter must be reduced to enter, for example, in the wave-beam interaction line which may be, for example, a "helix" where electronic amplification occurs.
  • the micrometric or nanometric points 1 may be carbon nanotubes regularly arranged on a conductive substrate.
  • the height h of a nanotube may be 5 ⁇ m and its diameter ⁇ 50 nm.
  • the high height / diameter ratio favors the amplification of the electric field at the top of the nanotube.
  • the top of the nanotube is most often substantially hemispherical.
  • the ey electrons are emitted perpendicularly to the surface of the apex. Most of the current is emitted by the electrons in a cone of half-angle ⁇ worth 45 ° as shown in Figure 1.
  • the trajectories of electrons emitted to a flat anode show some divergence.
  • This divergence is usually quantified in the form of the transverse or radial velocity V R expressed in terms of kinetic energy whose unit is TeV.
  • FIG. 2 shows, as a function of the distance Z to the anode expressed in millimeters, the evolution of the radial velocity V R in eV.
  • Three curves are represented in this figure, each curve corresponds to the trajectory of an electron whose initial tangent is more or less inclined on the axis of the nanotube.
  • the angle ⁇ 1 between the initial trajectory of the electron e1 and the axis of the nanotube is small, the angle ⁇ 2 corresponding to the electron e2 is medium and the angle ⁇ 3 corresponding to the electron e3 is strong, close to 45 °.
  • Radial velocities greater than or equal to 3OeV due to isotropic emission are unacceptable and prevent effective focusing. Maximum values of less than 1 OeV are sought.
  • the anode In thermionic cathode-stage traveling wave tubes, the anode is used to collect and accelerate the electrons after their emission. To create the extraction field necessary for the operation of the cold cathodes, an electrode different from the anode must be used. This extraction electrode disposed between the cathode and the anode intercepts a part of the emitted electron beam.
  • the transparency of the gate is limited and under the effect of electron bombardment a large part of the power of the beam is dissipated in heat, which can cause its deformation or destruction.
  • the transverse velocity of the electrons is further amplified as the gate passes, further increasing the divergence of the trajectories and making it difficult to focus the electron beam towards the entrance of the line and keep it at a small diameter all along it. To solve these problems, various solutions have been studied.
  • a structure of this type is shown in the sectional view of FIG. 3. It essentially comprises a central nanoscale tip 1 surrounded by a first annular extraction electrode denoted 4 and a second annular focusing electrode denoted 5.
  • the first and second electrodes are concentric and located in the same plane and separated from the conductive substrate 2 by an insulator 3, the top of the tip or emitter being located above the plane of the electrodes.
  • the cold cathode collimated electron beam source according to the invention does not have these disadvantages. It has only one annular electrode. This simplifies the problems of connection. The transverse velocity inherent in the spike emission is effectively reduced or reduced and the transverse velocity increase that the electrons undergo in the known structures when passing through the external extraction electrode is suppressed.
  • a single electrode performs both extraction and collimation functions which gives a substantial advantage in terms of compactness, density of transmitters, and simplification of technology and connectivity, compared to previous solutions.
  • the movement of the emitters under the effect of the field is minimized. External grid destruction problems that result from its limited transparency are eliminated.
  • the subject of the invention is an electron beam source comprising at least one cathode of the "cold cathode” type and a power supply source, said cathode comprising an electrically conductive plane substrate and at least one emitter comprising at least one a tip of micrometric and / or nanometric dimensions disposed vertically above the surface of the substrate, each emitter being surrounded by a single annular electrode substantially parallel to the planar substrate and electrically isolated from said substrate by an insulator layer, said electrode being centered on a tip of the emitter, the substrate comprising only this single annular electrode in a radius centered on the emitter and equal to or greater than one and a half times the outer radius of the annular electrode, characterized in that the cathode and the power source are arranged so that, in operation, the cathode imme set in a substantially constant electric field of average value Eo, the voltage applied between the annular electrode and the associated substrate is sufficient to cause electronic remission at the end of the tip of the corresponding emitter, said
  • this assembly produces a substantially isotropic electron extraction field in the immediate vicinity of the tip of the emitter, and beyond this, a a substantially isotropic braking field which very substantially decreases the speed of the electrons and, in particular, their transverse velocity, before they reach the space zone where the anode field becomes predominant.
  • a quasi-virtual cathode located in the space zone where the electrons have a near-zero speed. The divergence of the beam is thus considerably reduced at the entrance to the zone of influence of the anode, and the beam is then easily focusable.
  • the plane of the annular electrode is at a distance from the substrate equal to or less than said height.
  • the plane of the annular electrode is at a distance from the substrate greater than said height.
  • the emitter is a carbon nanotube whose diameter is a few tens of nanometers and the height of one to a few microns.
  • a substantially cylindrical stud is disposed between the substrate and the emitter in the form of a tip, the stud being centered on the emitter and having a smaller radius than the inner radius of the annular electrode.
  • the pad may be made of an electrically conductive material or a series of layers of semiconductor materials. In this case, the succession of layers constitutes a "PIN" type diode, meaning "Positive-Intrinsic-Negative".
  • the inner radius of the annular electrode is between one and three microns and the outer radius of the annular electrode is between three and ten microns. More specifically, the inner radius of the annular electrode is substantially 1.5 micron, the outer radius of the annular electrode is substantially 5 microns, the thickness of the insulator layer, the height and the diameter of the pad are substantially 1 micron , the height of the tip is substantially 2 microns and its diameter 20 nanometers.
  • the electron beam source comprises a plurality of emitters arranged in a regular pattern, each emitter being surrounded by a single annular electrode substantially parallel to the planar substrate and electrically isolated from said substrate by a layer of insulator, said electrode being centered on this emitter, the minimum distance separating two emitters immediately adjacent being greater than or equal to two and a half times the outer radius of the annular electrode, the pattern being of hexagonal shape.
  • FIG. 1 represents the emitting tip of a cathode.
  • FIG. 2 represents the radial velocities of the electrons as a function of the distance to the emitting tip.
  • FIG. 3 shows a sectional view of a cathode with two electrodes according to the prior art.
  • FIG. 4 represents a sectional view of a cathode with a single electrode according to the invention.
  • FIG. 5 represents the orientation of the electric fields in the vicinity of the tip of a cathode according to the invention.
  • Figures 6 and 7 show the electrical equipotentials in the vicinity of the tip of a cathode according to the invention.
  • FIG. 8 represents the radial velocities of the electrons as a function of the distance to the emitting tip of a cathode according to the invention.
  • FIG. 9 represents the variation of the potential necessary to obtain a given electric field (2800V / ⁇ m) allowing the emission of a significant current at the tip end as a function of the outside radius of the annular electrode.
  • FIG. 10 represents the variation of the radial velocity of an electron emitted by the tip as a function of the outside radius of the annular electrode.
  • FIG. 11 represents the variation of the electric field at the end of the tip as a function of the height of the tip.
  • FIG. 12 represents an alternative embodiment of a stud, which supports the emitting tip.
  • FIG. 13 represents a sectional view of an electron beam source comprising a plurality of cathodes according to the invention.
  • FIG. 14 represents a view from above of an electron beam source comprising a plurality of cathodes according to the invention.
  • Figure 15 shows eight sectional views of a source according to the invention at various stages of its production method.
  • FIG. 4 An exemplary embodiment of a cathode according to the invention is described in the sectional view of FIG. 4. It essentially comprises a central nanoscale tip 1 surrounded by a single annular electrode 6.
  • annular electrode is meant a substantially flat electrode surrounding the axis of the transmitter and having a symmetry with respect to this axis.
  • the annular electrode is not necessarily perfectly circular in shape but may be of polygonal shape.
  • the expression "surrounded by a single annular electrode” means that not only are there no other annular electrodes surrounding the central tip, but also that there are no other electrodes of any shape other than this is as seen in Figures 4 to 7.
  • the electrode is separated from the conductive substrate 2 by an insulator 3 with a thickness of approximately 1 ⁇ m, the tip or the emitter 1 being situated above the plane of the electrodes.
  • the emitter is a carbon nanotube with a height of about 2 ⁇ m and a diameter of about 20 nm. It is mounted on a cylindrical conductive pillar of height and diameter of about 1 micron, and the top of the nanotube thus exceeds the level of the annular electrode.
  • the cathode may comprise a plurality of points close to each other and of neighboring height.
  • the annular electrode is centered on one of them.
  • the transmitter has only one tip.
  • the electrode 6 is brought to a potential of about 65 V with respect to the cathode and to the conductive substrate 2. This potential of 65 V makes it possible to generate a field of 2800V / ⁇ m at the top of the emitter which allows the emission of a significant current, between 10 to 100 ⁇ A.
  • the electrode 6 therefore behaves as an extraction electrode. However, it is designed to simultaneously play the role of collimating electrode or focusing.
  • Figures 5, 6 and 7 show the operation of the electrode 6. These figures represent the orientation of the electric fields and the equipotentials in the vicinity of the tip of a cathode according to the invention. In these figures, for the sake of clarity, only the conductive surfaces are shown.
  • Figure 5 shows, in the form of small oriented vectors, the distribution of the fields and their orientation.
  • the field In the immediate vicinity of the top of the transmitter 1, the field is directed so that it is extractor.
  • the arrows of the field point towards this summit. Beyond, the direction of the field is reversed, electrons e3 emitted see a braking field created by the positive charges present at the upper face of the electrode.
  • FIGS. 6 and 7 show a part of the network of equipotential curves 1 1 corresponding to the preceding fields.
  • the equipotential curves 1 1 in long dotted lines represent the equipotentials known as extraction of emitted electrons
  • the equipotential curves 1 1 in short dashed lines represent the equipotentials without effect on the electrons
  • the equipotential curves 11 in continuous lines represent the so-called equipotentials of extraction and braking of emitted electrons.
  • the braking of the electrons corresponds to the crossing of eight non-toroidal equipotentials which close completely around the electrode, since they are the only ones to be crossed in one direction only by the electrodes. electrons.
  • FIG. 1 the equipotential curves 1 1 in long dotted lines represent the equipotentials known as extraction of emitted electrons
  • the equipotential curves 1 1 in short dashed lines represent the equipotentials without effect on the electrons
  • the equipotential curves 11 in continuous lines represent the so-called equipotentials of extraction and braking of emitted electrons.
  • FIG. 8 shows, as a function of the distance Z to the anode expressed in millimeters, the evolution of the radial velocity V R in eV. Three curves are shown in this figure, each curve corresponds, as in Figure 2, to a different electronic trajectory. For the 45 °, the radial velocity decreases after the emission of a maximum of 14 eV up to values less than or equal to 6eV. It was therefore well induced a radial braking 8eV. The final value 6eV meets the specifications sought for progressive wave amplifier tubes.
  • the various geometrical and electrical parameters such as the height and diameter of the nanotube, the outer radius of the electrode and the applied potential have an influence on beam extraction and collimation.
  • FIG. 9 represents the potential in volts necessary to be applied to the annular electrode in order to obtain the appropriate electric extraction field as a function of the external radius of the electrode.
  • the potential must not exceed 5 10 6 V / cm. It is also shown that, the smaller the electrode, the closer the field lines to the substrate is closer to the transmitter so the lower the lateral speed.
  • FIG. 10 thus represents a revolution of the radial velocity in eV as a function of the external radius in micron of the electrode for a given applied potential.
  • FIG. 11 represents the evolution of the local field in megaV / mm as a function of the height of the emitter in micron. For an electrode positioned at 1 ⁇ m above the substrate, and for diameters of nanotubes ranging from 20 nm to 30 nm, this optimum is a tube length of 1.2 ⁇ m.
  • the transmitter be carried by a pillar.
  • This pillar can be simply electrical conductor or controlled conductivity, for example by light. Therefore, in this case, it can comprise, as indicated in FIG. 12, a stack of semiconductor layers 13 so as to produce a diode of the "PIN", “NIN” or “UTC” type meaning respectively "Positive - Intrinsic - Negative". ",” Negative - Intrinsic - Negative "and” Uni Traveling Carrier "or any other known type to control the current with a light output.
  • This configuration is advantageous for modulating high frequency emissions in the range of some 10 GHz.
  • a cathode geometry may have the following characteristics:
  • Electrode Outer radius: 5 ⁇ m Inner radius: 1.5 ⁇ m
  • Insulation thickness 1 ⁇ m
  • Nanotube height 2 ⁇ m diameter: 20 nm
  • Plot-support height 1 ⁇ m diameter: 20 to 30 nm
  • FIGS 13 and 14 respectively show a sectional view and a top view of such an arrangement comprising a plurality of cathodes arranged in a hexagonal pattern.
  • the substrate and the pads 7 polarized at 0V are in white.
  • the black nanotubes 1 are also polarized at 0V.
  • the extraction rings 6 are shown in dotted lines and are all interconnected by small metal tracks 14, the assembly is biased to a potential of about 65V. It is important to maintain a certain distance between two consecutive rings so that the lateral velocities of the electrons decrease. It must not be too large for the density of emitters on the cathode to remain substantial. A good compromise is that the distance separating two consecutive emitters is approximately equal to three times the outer radius of the annular electrode.
  • FIG. 15 shows, in sectional view, the main steps of the method of producing a set of two cathodes according to the invention.
  • Step 1 A substrate 2 made of N + doped silicon is produced. He is therefore a driver.
  • Step 2 A resin layer 20 is deposited and then openings 21 are made by electronic lithography. We then file a nickel layer 22, layer in dark gray in Figure 15 which will serve as a catalyst during the growth of the nanotubes. However, to prevent the nickel from reacting with the silicon while heating, a diffusion barrier of TiN is placed between the nickel layer and the silicon.
  • Step 3 The resin 20 is removed. Only the nickel pads 23 on TiN remain on the silicon.
  • Step 4 The silicon substrate 2 is etched by optical lithography to form the pads 7.
  • Step 5 A layer of silica 24, a light gray layer, is successively deposited in FIG. 15, which will serve as an insulator and then a layer of metal 25. , black layer in FIG. 15 serving for the future annular electrodes and finally a resin layer 26.
  • Step 6 By optical lithography, the resin layer 26 is etched. The resin is left only at the locations 27 of the future electrodes 6.
  • Step 7 The metal and silica layers 24 are etched. Generally, the silica layer is slightly overgraded as seen in FIG. 15. The electrodes and the insulating portions 3 under the electrodes are thus made.
  • Step 8 The resin residues 27 are removed and the nanotubes 1 are grown on the nickel pads 7 by the so-called PECVD technique, which stands for "Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition".

Abstract

Le domaine général de l'invention est celui des cathodes électroniques de type « cathode froide » comprenant un substrat plan (2) électriquement conducteur et un émetteur comportant une pointe (1) de diamètre micrométrique ou nanométrique disposée verticalement au-dessus de la surface du substrat. La cathode selon l'invention comporte une et une seule électrode annulaire (6) isolée électriquement du substrat par une couche d'isolant (3) et centrée sur l'émetteur, la source comportant des moyens permettant d'appliquer une différence de potentiel de plusieurs dizaines de volts entre le substrat et l'électrode annulaire, suffisante pour provoquer l'émission d'un faisceau électronique à la pointe de l'émetteur, l'électrode annulaire étant de dimension suffisante pour assurer la focalisation dudit faisceau électronique. Une source de faisceau électronique peur comporter une pluralité de cathodes identiques agencées selon un motif particulier.

Description

Source de faisceau électronique collimaté à cathode froide
Le domaine de l'invention est celui des sources électroniques et plus particulièrement celui des tubes électroniques comme les tubes à rayons X, les sources et les amplificateurs hyperfréquences....Ces dispositifs comportent une cathode qui émet un rayonnement électronique et une anode qui draine ce flux électronique. Les cathodes froides sont actuellement étudiées et développées pour remplacer les cathodes thermo-ioniques dans plusieurs types de sources électroniques. Dans le domaine des tubes amplificateurs radiofréquence, utilisés en particulier pour les télécommunications par satellites, elles permettent de réduire la taille et le poids des tubes et d'augmenter leur rendement.
Les cathodes froides de type à émission de champ comportent un ensemble de pointes micrométriques ou nanométriques. Généralement, pour extraire les électrons, un champ électrique est appliqué grâce à une grille d'extraction polarisée positivement par rapport à la pointe et placée en regard de la cathode. Ce champ est magnifié au sommet des pointes et rémission y a lieu préférentiellement. Le faisceau électronique émis traverse ensuite la grille d'extraction et est accéléré par l'anode. Dans certains cas, le diamètre du faisceau doit être réduit pour entrer, par exemple, dans la ligne d'interaction onde-faisceau qui peut être, par exemple, une « hélice » où se produit l'amplification électronique.
Comme représenté en figure 1 , les pointes 1 micrométriques ou nanométriques peuvent être des nanotubes de carbone disposés régulièrement sur un substrat conducteur. Par exemple, la hauteur h d'un nanotube peut être de 5 μm et son diamètre φ de 50 nm. Le rapport hauteur/diamètre élevé favorise l'amplification du champ électrique au sommet du nanotube. Comme montré sur la figure 1 , le sommet du nanotube est le plus souvent sensiblement hémisphérique. Les électrons e y sont émis perpendiculairement à la surface du sommet. La majeure partie du courant est émise par les électrons dans un cône de demi-angle α valant 45° comme indiqué sur la figure 1. Les trajectoires des électrons émis jusqu'à une anode plane montrent une certaine divergence. Cette divergence est quantifiée habituellement sous la forme de la vitesse transverse ou radiale VR exprimée en termes d'énergie cinétique dont l'unité est TeV. La figure 2 montre en fonction de la distance Z à l'anode exprimée en millimètres l'évolution de la vitesse radiale VR en eV. Trois courbes sont représentées sur cette figure, chaque courbe correspond à la trajectoire d'un électron dont la tangente initiale est plus ou moins inclinée sur l'axe du nanotube. Ainsi, comme on le voit sur la figure 1 , l'angle ai entre la trajectoire initiale de l'électron e1 et l'axe du nanotube est faible, l'angle α2 correspondant à l'électron e2 est moyen et l'angle α3 correspondant à l'électron e3 est fort, proche de 45°. Les vitesses radiales supérieures ou égales à 3OeV dues à l'émission isotrope sont inacceptables et empêchent une focalisation efficace. Des valeurs maximales de moins de 1 OeV sont recherchées.
Dans les tubes à ondes progressives à cathode thermo-ioniques, l'anode sert à prélever et à accélérer les électrons après leur émission. Pour créer le champ d'extraction nécessaire au fonctionnement des cathodes froides, une électrode différente de l'anode doit être utilisée. Cette électrode d'extraction disposée entre la cathode et l'anode intercepte une part du faisceau électronique émis. La transparence de la grille est donc limitée et sous l'effet du bombardement électronique une part importante de la puissance du faisceau y est dissipée en chaleur, pouvant provoquer sa déformation ou sa destruction. La vitesse transverse des électrons est encore amplifiée au passage de la grille, augmentant encore la divergence des trajectoires et rendant difficiles la focalisation du faisceau électronique vers l'entrée de la ligne et son maintien à un petit diamètre tout le long de celle-ci. Pour résoudre ces problèmes, diverses solutions ont été étudiées.
Ainsi, ont été proposées des structures complexes à deux grilles étagées sur deux niveaux pour assurer l'extraction puis la focalisation des électrons. Concernant cette technique, on peut citer notamment les articles "Double- gated Spindt emitters with stacked focusing électrode", L. Dvorson et al., J. Vac. Sci. Technol. B20(1 ), Jan/Feb 2002, p53 - « Vertically aligned carbon nanofiber-based field émission électron sources with an integrated focusing électrode », M. A. Guillorn et al., J. Vac. Sci. Technol. B22(1 ), Jan/Feb 2004, p35 - « Microgun with 100-V électron beam », Vu Thien Binh et al., Applied Physic Letters, 73(14), oct. 1998, p2048, - Jun Hee Choi et al., Applied Physic Letters, 84(6), Feb. 2004, p1022, - "Double-gated field emitter array with carbon nanotubes grown by chemical vapour déposition", Young Chul Choi et al., Applied Physic Letters, 88, 2006, p263504.
Des structures de cathode froide à deux grilles coplanaires ont également été proposées pour remédier au défaut de transparence et à la forte divergence du faisceau électronique. Une structure de ce type est représentée sur la vue en coupe de la figure 3. Elle comprend essentiellement une pointe 1 nanométrique centrale entourée d'une première électrode annulaire d'extraction notée 4 et d'une seconde électrode annulaire de focalisation notée 5. La première et la seconde électrode sont concentriques et situées dans un même plan et séparées du substrat 2 conducteur par un isolant 3, le sommet de la pointe ou émetteur étant situé au dessus du plan des électrodes.
Ces structures à deux électrodes présentent plusieurs inconvénients. Elles nécessitent une connectique complexe. Les structures à deux niveaux sont coûteuses technologiquement. Enfin, dans le cas où l'électrode d'extraction est au dessus des émetteurs, elle subit le bombardement électronique et augmente la vitesse transverse des électrons. Si l'électrode d'extraction est à un niveau proche du sommet de l'émetteur, les forces électrostatiques latérales peuvent courber l'émetteur si celui-ci présente une certaine souplesse, ce qui est souvent le cas, pour les nanotubes ou nanofils.
La source de faisceau électronique collimaté à cathode froide selon l'invention ne présente pas ces inconvénients. Elle ne comporte qu'une seule électrode annulaire. On simplifie ainsi les problèmes de connectique. On diminue ou on réduit efficacement la vitesse transverse inhérente à l'émission par pointes et on supprime l'augmentation de vitesse transverse que les électrons subissent dans les structures connues lors du passage au niveau de l'électrode d'extraction externe.
Une seule électrode réalise les deux fonctions d'extraction et de collimation ce qui donne un avantage substantiel en termes de compacité, de densité d'émetteurs, et de simplification de la technologie et de la connectique, en comparaison des solutions précédentes. On minimise le déplacement des émetteurs sous l'effet du champ. On supprime les problèmes de destruction de grille externe qui résultent de sa transparence limitée. Plus précisément, l'invention a pour objet une source de faisceau électronique comportant au moins une cathode de type « cathode froide » et une source d'alimentation électrique, ladite cathode comprenant un substrat plan électriquement conducteur et au moins un émetteur comportant au moins une pointe de dimensions micrométriques et/ou nanométriques disposée verticalement au-dessus de la surface du substrat, chaque émetteur étant entouré d'une et une seule électrode annulaire sensiblement parallèle au substrat plan et isolée électriquement dudit substrat par une couche d'isolant, ladite électrode étant centrée sur une pointe de l'émetteur, le substrat ne comportant que cette seule électrode annulaire dans un rayon centré sur l'émetteur et égal ou supérieur à une fois et demi le rayon extérieur de l'électrode annulaire, caractérisé en ce que la cathode et la source d'alimentation électrique sont agencées de façon que, en fonctionnement, la cathode immergée dans un champ électrique sensiblement constant de valeur moyenne Eo, la tension appliquée entre l'électrode annulaire et le substrat associé est suffisante pour provoquer rémission électronique à l'extrémité de la pointe de l'émetteur correspondant, ladite tension étant supérieure ou égale au produit de la valeur moyenne du champ Eo par la distance de ladite électrode annulaire au plan du substrat, de manière à ce qu'au moins une des équipotentielles simplement connexes générées dans l'espace substrat-électrode annulaire vienne entourer totalement l'électrode annulaire de façon à créer une électrode virtuelle induisant ainsi une réduction de la vitesse des électrons émis par l'extrémité de la pointe de l'émetteur.
Ainsi, on entoure sans la toucher chaque pointe émettrice avec une électrode annulaire telle que :
- elle est portée à un potentiel positif par rapport au substrat et à la pointe émettrice, - elle est placée au dessus du plan du substrat,
- elle a une extension latérale limitée,
- son potentiel, son extension latérale, la surface du substrat laissé apparent sont déterminés de sorte que cet ensemble produit un champ d'extraction des électrons sensiblement isotrope à proximité immédiate de la pointe de l'émetteur, et au delà, un champ de freinage sensiblement isotrope qui diminue très sensiblement la vitesse des électrons et, en particulier, leur vitesse transverse, avant que ceux-ci ne gagnent la zone d'espace où le champ d'anode devient prépondérant. On peut réaliser ainsi une cathode quasi-virtuelle située dans la zone d'espace où les électrons ont une vitesse quasi-nulle. La divergence du faisceau est ainsi considérablement réduite à l'entrée de la zone d'influence de l'anode, et le faisceau ensuite est facilement focalisable.
Avantageusement, dans une première configuration, la pointe ayant une hauteur déterminée au-dessus de la surface du substrat, le plan de l'électrode annulaire est à une distance du substrat égale ou inférieure à la dite hauteur. Dans une seconde configuration, le plan de l'électrode annulaire est à une distance du substrat supérieure à la dite hauteur.
Avantageusement, l'émetteur est un nanotube de carbone dont le diamètre est de quelques dizaines de nanomètres et la hauteur de un à quelques microns.
Avantageusement, un plot sensiblement cylindrique est disposé entre le substrat et l'émetteur en forme de pointe, le plot étant centré sur l'émetteur et de rayon inférieur au rayon intérieur de l'électrode annulaire. Ledit plot peut être ou réalisé dans un matériau électriquement conducteur ou constitué d'une succession de couches de matériaux semi-conducteurs. Dans ce cas, la succession des couches constitue une diode de type « PIN » signifiant « Positive-lntrinsic - Négative ».
Avantageusement, le rayon intérieur de l'électrode annulaire est compris entre un et trois microns et le rayon extérieur de l'électrode annulaire est compris entre trois et dix microns. Plus précisément, le rayon intérieur de l'électrode annulaire vaut sensiblement 1.5 micron, le rayon extérieur de l'électrode annulaire vaut sensiblement 5 microns, l'épaisseur de la couche d'isolant, la hauteur et le diamètre du plot valent sensiblement 1 micron, la hauteur de la pointe vaut sensiblement 2 microns et son diamètre 20 nanomètres.
Avantageusement, la source de faisceau électronique comprend une pluralité d'émetteurs disposés selon un motif régulier, chaque émetteur étant entouré d'une et une seule électrode annulaire sensiblement parallèle au substrat plan et isolée électriquement dudit substrat par une couche d'isolant, ladite électrode étant centrée sur cet émetteur, la distance minimale séparant deux émetteurs immédiatement voisins étant supérieure ou égale à deux fois et demi le rayon extérieur de l'électrode annulaire, le motif pouvant être de forme hexagonale.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
La figure 1 précédemment commentée représente la pointe émettrice d'une cathode.
La figure 2 précédemment commentée représente les vitesses radiales des électrons en fonction de la distance à la pointe émettrice.
La figure 3 représente une vue en coupe d'une cathode à deux électrodes selon l'art antérieur. La figure 4 représente une vue en coupe d'une cathode à une seule électrode selon l'invention.
La figure 5 représente l'orientation des champs électriques au voisinage de la pointe d'une cathode selon l'invention.
Les figures 6 et 7 représentent les équipotentielles électriques au voisinage de la pointe d'une cathode selon l'invention.
La figure 8 représente les vitesses radiales des électrons en fonction de la distance à la pointe émettrice d'une cathode selon l'invention.
La figure 9 représente la variation du potentiel nécessaire pour obtenir un champ électrique donné (2800V/μm) permettant l'émission d'un courant significatif en extrémité de pointe en fonction du rayon extérieur de l'électrode annulaire.
La figure 10 représente la variation de la vitesse radiale d'un électron émis par la pointe en fonction du rayon extérieur de l'électrode annulaire. La figure 1 1 représente la variation du champ électrique à l'extrémité de la pointe en fonction de la hauteur de la pointe.
La figure 12 représente une variante de réalisation d'un plot, support de la pointe émettrice.
La figure 13 représente une vue en coupe d'une source de faisceau électronique comportant une pluralité de cathodes selon l'invention. La figure 14 représente une vue de dessus d'une source de faisceau électronique comportant une pluralité de cathodes selon l'invention.
La figure 15 représente huit vues en coupe d'une source selon l'invention aux divers stades de son procédé de réalisation.
Un exemple de réalisation d'une cathode selon l'invention est décrit sur la vue en coupe de la figure 4. Elle comprend essentiellement une pointe 1 nanométrique centrale entourée d'une seule électrode annulaire 6. On entend par électrode annulaire une électrode sensiblement plane entourant l'axe de l'émetteur et présentant une symétrie par rapport à cet axe. Ainsi, l'électrode annulaire n'est pas nécessairement de forme parfaitement circulaire mais peut-être de forme polygonale. L'expression « entourée d'une seule électrode annulaire » signifie que, non seulement il n'y pas d'autres électrodes annulaires entourant la pointe centrale, mais également qu'il n'y a pas d'autres électrodes de quelque forme que ce soit comme on le voit sur les figures 4 à 7.
L'électrode est séparée du substrat 2 conducteur par un isolant 3 d'épaisseur environ 1 μm, la pointe ou l'émetteur 1 étant situé au dessus du plan des électrodes. L'émetteur est un nanotube de carbone de hauteur environ 2 μm et de diamètre environ 20 nm. Il est monté sur un pilier conducteur cylindrique de hauteur et de diamètre voisins de 1 μm, et le sommet du nanotube dépasse ainsi le niveau de l'électrode annulaire.
La cathode peut comporter une pluralité de pointes proches les unes des autres et de hauteur voisine. Dans ce cas, l'électrode annulaire est centrée sur l'une d'entre elles. Pour simplifier, dans les exemples qui suivent, l'émetteur ne comporte qu'une seule pointe.
L'électrode 6 est portée à un potentiel d'environ 65 V par rapport à la cathode et au substrat conducteur 2. Ce potentiel de 65 V permet de générer un champ de 2800V/μm au sommet de l'émetteur ce qui autorise l'émission d'un courant significatif, compris entre 10 à 100 μA.
L'électrode 6 se comporte donc comme une électrode d'extraction. Cependant, elle est conçue pour jouer simultanément le rôle d'électrode de collimation ou de focalisation.
Les figures 5, 6 et 7 montrent le fonctionnement de l'électrode 6. Ces figures représentent représente l'orientation des champs électriques et les équipotentielles au voisinage de la pointe d'une cathode selon l'invention. Sur ces figures, par souci de clarté, seules les surfaces conductrices sont représentées.
La figure 5 représente, sous forme de petits vecteurs orientés, la répartition des champs et leur orientation. A proximité immédiate du sommet de l'émetteur 1 , le champ est dirigé de telle sorte qu'il soit extracteur. Les flèches du champ pointent vers ce sommet. Au delà, la direction du champ s'inverse, les électrons e3 émis voient un champ freinant créé par les charges positives présentes à la face supérieure de l'électrode. Les figures 6 et 7 montrent une partie du réseau des courbes équipotentielles 1 1 correspondant aux champs précédents. Sur ces figures, les courbes équipotentielles 1 1 en traits pointillés longs représentent les équipotentielles dites d'extraction des électrons émis, les courbes équipotentielles 1 1 en traits pointillés courts représentent les équipotentielles sans effet sur les électrons, enfin les courbes équipotentielles 11 en traits continus représentent les équipotentielles dites d'extraction et de freinage des électrons émis. Sur la figure 7, seule la partie des équipotentielles située au-delà de la pointe est représentée. Dans la zone elliptique 12 de la figure 7, le freinage des électrons correspond à la traversée de huit équipotentielles non toroïdales qui se referment complètement autour de l'électrode, car ce sont les seules à n'être traversées que dans un seul sens par les électrons. Sur cette figure 7, les équipotentielles sont séparées de 2V. On a donc un freinage de 16 eV sur les 8 équipotentielles. Pour des trajectoires inclinées à 45°, le freinage se répartit également sur les composantes axiale et radiale de la vitesse des électrons. On atteint ainsi un freinage de 8eV sur la vitesse radiale VR. La figure 8 montre en fonction de la distance Z à l'anode exprimée en millimètres l'évolution de la vitesse radiale VR en eV. Trois courbes sont représentées sur cette figure, chaque courbe correspond, comme sur la figure 2, à une trajectoire électronique différente. Pour celle à 45°, la vitesse radiale décroît après l'émission d'un maximum de 14 eV jusqu'à des valeurs inférieures ou égales à 6eV. On a donc bien induit un freinage radial de 8eV. La valeur finale 6eV répond aux spécifications recherchées pour les tubes amplificateurs à ondes progressive.
Les différents paramètres géométriques et électriques comme la hauteur et le diamètre du nanotube, le rayon extérieur de l'électrode et le potentiel appliqué ont une influence sur l'extraction et la collimation du faisceau.
Ainsi, comme on le voit sur la figure 9 qui représente le potentiel en volts nécessaire à appliquer sur l'électrode annulaire pour obtenir le champ électrique d'extraction adéquat en fonction du rayon externe de l'électrode, plus on diminue la largeur de l'électrode, plus le potentiel à appliquer est important. Pour rester compatible des champs de claquage dans des diélectriques réalisés en SiO2 ou en Si3N4, le potentiel ne doit pas dépasser 5 106 V/cm. On montre également que, plus l'électrode est petite, plus le rabattement des lignes de champ sur le substrat se fait proche de l'émetteur donc plus la vitesse latérale est faible. La figure 10 représente ainsi révolution de la vitesse radiale en eV en fonction du rayon externe en micron de l'électrode pour un potentiel appliqué donné. Pour obtenir un champ électrique donné au sommet du tube nanométrique, il existe également un optimum pour la hauteur du nanotube. Il ne doit pas être trop petit pour préserver un rapport d'aspect hauteur sur rayon suffisant. Mais il ne doit pas être trop grand pour que le sommet reste le plus proche possible de l'électrode. La figure 1 1 représente l'évolution du champ local en mégaV/mm en fonction de la hauteur de l'émetteur en micron. Pour une électrode positionnée à 1 μm au-dessus du substrat, et pour des diamètres de nanotubes variant de 20 nm à 30 nm, cet optimum est une longueur de tube de 1 ,2 μm.
Comme il a été dit, il est préférable que l'émetteur soit porté par un pilier. Ce pilier peut être simplement conducteur électrique ou a conductivité contrôlée, par exemple par la lumière. Donc ce cas, il peut comprendre, comme indiqué sur la figure 12, un empilement de couches semi-conductrices 13 de façon à réaliser une diode du type « PIN », « NIN » ou « UTC » signifiant respectivement « Positive - Intrinsic - Négative », « Négative - Intrinsic - Négative » et « Uni Travelling Carrier » ou de tout autre type connu permettant de contrôler le courant avec une puissance lumineuse. Cette configuration est avantageuse pour moduler les émissions à haute fréquence dans la gamme de quelques 10 GHz. A titre d'exemple non limitatif, une géométrie de cathode peut avoir les caractéristiques suivantes :
Electrode : rayon extérieur : 5 μm rayon intérieur : 1.5 μm
Epaisseur isolant : 1 μm
Potentiel : 67 volts
Nanotube hauteur : 2 μm diamètre : 20 nm
Plot-support hauteur : 1 μm diamètre : 20 à 30 nm
Compte-tenu des faibles dimensions des cathodes selon l'invention, il est avantageux d'utiliser sur un même substrat une pluralité da cathodes identiques disposées selon un motif particulier. Les figures 13 et 14 représentent respectivement une vue en coupe et une vue de dessus d'un tel agencement comprenant une pluralité de cathodes disposées selon un motif hexagonal. Sur ces figures, on a adopté les conventions suivantes. Le substrat et les plots 7 polarisés à 0V sont en blanc. Les nanotubes 1 noirs sont également polarisés à 0V. Les anneaux d'extraction 6 sont représentés en pointillés et sont tous reliés entre eux par de petites pistes métalliques 14, l'ensemble est polarisé à un potentiel d'environ 65V. Il est important de maintenir une certaine distance entre deux anneaux consécutifs pour que les vitesses latérales des électrons diminuent. Elle ne doit pas être trop grande pour que la densité d'émetteurs sur la cathode reste conséquente. Un bon compromis est que la distance séparant deux émetteurs consécutifs soit environ égale à trois fois le rayon extérieur de l'électrode annulaire.
Le procédé technologique de réalisation ne présente pas de difficultés particulières. La figure 15 montre, en vue en coupe, les principales étapes du procédé de réalisation d'un ensemble de deux cathodes selon l'invention.
Etape 1 : On réalise un substrat 2 en silicium dopé N+. Il est donc conducteur.
Etape 2 : On dépose une couche de résine 20 puis on réalise des ouvertures 21 par lithographie électronique. On dépose ensuite une couche de nickel 22, couche en gris foncé sur la figure 15 qui va servir de catalyseur lors de la croissance des nanotubes. Toutefois, pour éviter qu'en chauffant, le nickel ne réagisse avec le silicium, on place entre la couche de nickel et le silicium une barrière de diffusion en TiN.
Etape 3 : On enlève la résine 20. Il ne reste sur le silicium que les plots de nickel 23 sur TiN.
Etape 4 : On grave le substrat en silicium 2 par lithographie optique pour former les plots 7. Etape 5 : On dépose successivement une couche de silice 24, couche en gris clair sur la figure 15 qui servira d'isolant puis une couche de métal 25, couche en noir sur la figure 15 servant pour les futures électrodes annulaires et enfin une couche de résine 26. Etape 6 : Par lithographie optique, on grave la couche de résine 26. On ne laisse la résine qu'aux endroits 27 des futures électrodes 6.
Etape 7 : On grave les couches de métal 25 et de silice 24. Généralement, la couche de silice est légèrement surgravée comme on le voit sur la figure 15. Les électrodes et les parties isolantes 3 sous les électrodes sont ainsi réalisées. Etape 8 : On enlève les restes de résine 27 et on fait croître les nanotubes 1 sur les plots de nickel 7 par la technique dite de PECVD, acronyme signifiant « Plasma Enhanced Chemical Vapor Déposition ».

Claims

REVENDICATIONS
1. Source de faisceau électronique comportant au moins une cathode de type « cathode froide » et une source d'alimentation électrique, ladite cathode comprenant un substrat (2) plan électriquement conducteur et au moins un émetteur comportant au moins une pointe (1 ) de dimensions micrométriques et/ou nanométriques disposée verticalement au-dessus de la surface du substrat, chaque émetteur étant entouré d'une et une seule électrode (6) annulaire sensiblement parallèle au substrat plan et isolée électriquement dudit substrat par une couche d'isolant (3), ladite électrode étant centrée sur une pointe de l'émetteur, le substrat ne comportant que cette seule électrode annulaire dans un rayon centré sur l'émetteur et égal ou supérieur à une fois et demi le rayon extérieur de l'électrode annulaire, caractérisé en ce que la cathode et la source d'alimentation électrique sont agencées de façon que, en fonctionnement, la cathode immergée dans un champ électrique sensiblement constant de valeur moyenne Eo, la tension appliquée entre l'électrode annulaire et le substrat associé est suffisante pour provoquer l'émission électronique à l'extrémité de la pointe de l'émetteur correspondant, ladite tension étant supérieure ou égale au produit de la valeur moyenne du champ Eo par la distance de ladite électrode annulaire au plan du substrat, de manière à ce qu'au moins une des équipotentielles simplement connexes générées dans l'espace substrat-électrode annulaire vienne entourer totalement l'électrode annulaire de façon à créer une électrode virtuelle induisant ainsi une réduction de la vitesse des électrons émis par l'extrémité de la pointe de l'émetteur.
2. Source de faisceau électronique selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la pointe (1 ) ayant une hauteur déterminée au-dessus de la surface du substrat, le plan de l'électrode annulaire est à une distance du substrat égale ou inférieure à la dite hauteur.
3. Source de faisceau électronique selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la pointe (1 ) ayant une hauteur déterminée au-dessus de la surface du substrat, le plan de l'électrode annulaire est à une distance du substrat supérieure à la dite hauteur.
4. Source de faisceau électronique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'émetteur est un nanotube de carbone dont le diamètre est de quelques dizaines de nanomètres et la hauteur de un à quelques microns.
5. Source de faisceau électronique selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un plot (7) sensiblement cylindrique est disposé entre le substrat et l'émetteur en forme de pointe, le plot étant centré sur l'émetteur et de rayon inférieur au rayon intérieur de l'électrode annulaire.
6. Source de faisceau électronique selon la revendication 5, caractérisée en ce que le plot (7) est réalisé dans un matériau électriquement conducteur.
7. Source de faisceau électronique selon la revendication 5, caractérisée en ce que le plot est constitué d'une succession de couches de matériaux semi-conducteurs.
8. Source de faisceau électronique selon la revendication 7, caractérisée en ce que la succession des couches constitue une diode de type « PIN » signifiant « Positive-lnthnsic - Négative ».
9. Source de faisceau électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rayon intérieur de l'électrode annulaire (6) est compris entre un et trois microns et le rayon extérieur de l'électrode annulaire est compris entre trois et dix microns.
10. Source de faisceau électronique selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que le rayon intérieur de l'électrode annulaire vaut sensiblement 1.5 micron, le rayon extérieur de l'électrode annulaire vaut sensiblement 5 microns, l'épaisseur de la couche d'isolant, la hauteur et le diamètre du plot valent sensiblement 1 micron, la hauteur de la pointe vaut sensiblement 2 microns et son diamètre 20 nanomètres.
1 1. Source de faisceau électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité d'émetteurs disposés selon un motif régulier, chaque émetteur étant entouré d'une et une seule électrode annulaire sensiblement parallèle au substrat plan et isolée électriquement dudit substrat par une couche d'isolant, ladite électrode étant centrée sur cet émetteur, la distance minimale séparant deux émetteurs immédiatement voisins étant supérieure ou égale à deux fois et demi le rayon extérieur de l'électrode annulaire.
12. Source de faisceau électronique selon la revendication 1 1 , caractérisée en ce que le motif régulier est de forme hexagonale.
PCT/EP2010/057734 2009-06-05 2010-06-02 Source de faisceau electronique collimate a cathode froide WO2010139740A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0902733 2009-06-05
FR0902733A FR2946456A1 (fr) 2009-06-05 2009-06-05 Source de faisceau electronique collimate a cathode froide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010139740A2 true WO2010139740A2 (fr) 2010-12-09
WO2010139740A3 WO2010139740A3 (fr) 2011-01-27

Family

ID=41428449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/057734 WO2010139740A2 (fr) 2009-06-05 2010-06-02 Source de faisceau electronique collimate a cathode froide

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2946456A1 (fr)
WO (1) WO2010139740A2 (fr)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0038865A1 (fr) * 1980-04-25 1981-11-04 Alton Owen Christensen Dispositif d'emmagasinage par un faisceau à électrons
DE4405768A1 (de) * 1994-02-23 1995-08-24 Till Keesmann Feldemissionskathodeneinrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP1737012A3 (fr) * 2000-08-29 2008-04-09 UT-Battelle, LLC Dispositifs d'émission par effet de champ à protubérances contenant du carbone
KR100413815B1 (ko) * 2002-01-22 2004-01-03 삼성에스디아이 주식회사 삼극구조를 가지는 탄소나노튜브 전계방출소자 및 그제조방법
KR20050062742A (ko) * 2003-12-22 2005-06-27 삼성에스디아이 주식회사 전계방출소자와, 이를 적용한 표시소자 및 그 제조방법
KR20050111706A (ko) * 2004-05-22 2005-11-28 삼성에스디아이 주식회사 전계방출 표시소자 및 그 제조방법
KR101107134B1 (ko) * 2005-08-26 2012-01-31 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자, 전자 방출 디바이스 및 그 제조 방법
KR20070046670A (ko) * 2005-10-31 2007-05-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 디바이스 및 이를 구비한 전자 방출 표시디바이스

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUN HEE CHOI ET AL., APPLIED PHYSIC LETTERS, vol. 84, no. 6, February 2004 (2004-02-01), pages 1022
L. DVORSON ET AL.: "Double-gated Spindt emitters with stacked focusing electrode", J. VAC. SCI. TECHNOL., vol. B20, no. 1, January 2002 (2002-01-01), pages 53
M. A. GUILLORN ET AL.: "Vertically aligned carbon nanofiber-based field emission electron sources with an integrated focusing electrode", J. VAC. SCI. TECHNOL., vol. B22, no. 1, February 2004 (2004-02-01), pages 35
VU THIEN BINH ET AL.: "Microgun with 100-V electron beam", APPLIED PHYSIC LETTERS, vol. 73, no. 14, October 1998 (1998-10-01), pages 2048
YOUNG CHUL CHOI ET AL.: "Double-gated field emitter array with carbon nanotubes grown by chemical vapour deposition", APPLIED PHYSIC LETTERS, vol. 88, 2006, pages 263504

Also Published As

Publication number Publication date
FR2946456A1 (fr) 2010-12-10
WO2010139740A3 (fr) 2011-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0376825A1 (fr) Source d'électrons du type à émission de champ
EP1825490B1 (fr) Cathode à émission de champ à commande optique
EP0980588A1 (fr) Dispositif a base d'ilots quantiques et procede de fabrication
FR2909801A1 (fr) Tube electronique a cathode froide
WO2014053386A1 (fr) Dispositif electronique comprenant des nanostructures en filaments et procede de fabrication de tels dispositifs
WO2010139740A2 (fr) Source de faisceau electronique collimate a cathode froide
FR2759491A1 (fr) Cathode froide a emission de champ et son procede de fabrication
EP3267463A2 (fr) Tube electronique sous vide a cathode planaire a base de nanotubes ou nanofils
EP3238225B1 (fr) Source d'electrons de haute energie a base de cnt avec element de commande par onde electromagnetique deportee
EP1756822B1 (fr) Systeme d'enregistrement d'informations et procede d'utilisation d'un tel système
WO2014191370A1 (fr) Lentille electrostatique a membrane semiconductrice dielectrique
WO2014095888A1 (fr) Dispositif d'optique electronique
EP1842220B1 (fr) Dispositif microelectronique emetteur d'electrons a plusieurs faisceaux
FR2472264A1 (fr) Dispositif pour produire des faisceaux d'electrons destines a durcir une couche de matiere
FR2759202A1 (fr) Dispositif emetteur d'electrons et dispositif d'affichage pourvu d'un tel dispositif
EP1249028B1 (fr) Cathode generatrice d'electrons et son procede de fabrication
FR2962590A1 (fr) Cathode froide emettrice d'electrons a pointes renversees
EP0488852A1 (fr) Cathode améliorée pour tubes hyperfréquence
FR3098010A1 (fr) Dispositif de generation de rayonnements electromagnetiques et procede de realisation d'un tel dispositif
FR2866981A1 (fr) Canons a cathodes froides
EP4162526A1 (fr) Dispositif optoélectronique pour affichage lumineux et procédé de fabrication
WO1990011609A1 (fr) Canon de tube cathodique a source d'electrons a effet de champ
TW202131366A (zh) 光調變電子源
WO2021063750A1 (fr) Dispositif de propulsion ionique
FR2873110A1 (fr) Procede de fabrication de nanofilaments a contact electrique renforce

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10724475

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10724475

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2