JPH03735B2 - - Google Patents
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- JPH03735B2 JPH03735B2 JP18050082A JP18050082A JPH03735B2 JP H03735 B2 JPH03735 B2 JP H03735B2 JP 18050082 A JP18050082 A JP 18050082A JP 18050082 A JP18050082 A JP 18050082A JP H03735 B2 JPH03735 B2 JP H03735B2
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- field emitter
- transition metal
- electron beam
- emitter
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- -1 Transition metal carbides Chemical class 0.000 claims description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
- H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放射電子ビームを収束し、高輝度とな
る遷移金属炭化物フイールドエミツターの製造法
に関する。
る遷移金属炭化物フイールドエミツターの製造法
に関する。
遷移金属炭化物（TiC、ZrC、HfC、VC、
NbCまたはTaC）はイオン衝撃に強く、電気の
良導体であり、しかもその仕事関数はＷ、Mo、
等の耐熱金属よりも小さい値を示すことから、近
年炭化物フイールドエミツターとしてその特性が
研究されている。ところが遷移金属炭化物のフイ
ールドエミツターからの放射電子は、チツプ先端
近傍から放射状に放出され、いくつかの電子ビー
ム塊に分れる。このような電子放出のパターンは
応用上好ましくない。
NbCまたはTaC）はイオン衝撃に強く、電気の
良導体であり、しかもその仕事関数はＷ、Mo、
等の耐熱金属よりも小さい値を示すことから、近
年炭化物フイールドエミツターとしてその特性が
研究されている。ところが遷移金属炭化物のフイ
ールドエミツターからの放射電子は、チツプ先端
近傍から放射状に放出され、いくつかの電子ビー
ム塊に分れる。このような電子放出のパターンは
応用上好ましくない。
本発明はこの問題点を解決すべくなされたもの
で、その目的はチツプ先端近傍から放出する電子
ビームを収束化して均一な一本の電子ビームとな
し、高輝度化する遷移金属炭化物のフイールドエ
ミツターの製造法を提供するにある。
で、その目的はチツプ先端近傍から放出する電子
ビームを収束化して均一な一本の電子ビームとな
し、高輝度化する遷移金属炭化物のフイールドエ
ミツターの製造法を提供するにある。
本発明者らは前記目的を達成すべく研究の結
果、遷移金属炭化物単結晶のフイールドエミツタ
ーの表面を特定条件による酸化処理を施すと電子
ビームが収束化され、高輝度化することを知見し
た。この知見に基いて本発明を完成した。
果、遷移金属炭化物単結晶のフイールドエミツタ
ーの表面を特定条件による酸化処理を施すと電子
ビームが収束化され、高輝度化することを知見し
た。この知見に基いて本発明を完成した。
従来のフイールドエミツターから電子を取出す
時には、フイールドエミツターの表面をフラツシ
ユ加熱し、清浄表面にして使用するのが通例であ
る。この清浄表面からの電子の放出は、エミツタ
ーの軸方位が〔100〕の場合には４回対称、また
その軸方位が〔111〕の場合には３回対称性のエ
ミツシヨンパターンを示し、一般の軸方位ではそ
の軸方位の対称性を示したパターンが得られる。
時には、フイールドエミツターの表面をフラツシ
ユ加熱し、清浄表面にして使用するのが通例であ
る。この清浄表面からの電子の放出は、エミツタ
ーの軸方位が〔100〕の場合には４回対称、また
その軸方位が〔111〕の場合には３回対称性のエ
ミツシヨンパターンを示し、一般の軸方位ではそ
の軸方位の対称性を示したパターンが得られる。
第３図に示す図は、〔100〕のチツプからの放出
電子ビームの一般的なパターンであり、図に示す
ように中心部に電子ビームを収束されない。遷移
金属炭化物のフイールドエミツターの場合には、
エミツターの方位をどのように選んでも電子ビー
ムは中心部に収束しない。
電子ビームの一般的なパターンであり、図に示す
ように中心部に電子ビームを収束されない。遷移
金属炭化物のフイールドエミツターの場合には、
エミツターの方位をどのように選んでも電子ビー
ムは中心部に収束しない。
本発明の遷移金属炭化物のフイールドエミツタ
ーの製造法は下記の通りである。
ーの製造法は下記の通りである。
TiC、ZrC、HfC、VC、NbCまたはTaCの単
結晶エミツター（先端径約0.1μｍ）を用意する。
このエミツターの軸方位は〔100〕、〔110〕、
〔210〕、〔310〕、〔111〕、その他の低指数方位であ
ればよい。次に超高真空（約１×10-10Torr）の
下で、エミツターを1600℃以上の温度でフラツシ
ユ加熱し清浄表面を形成する。この直後に100L
（1L＝１×10-6Torr×１秒）以上の如く）充分な
量の酸素ガスを導入してエミツター表面に酸素ガ
スを飽和吸着させる。次にこれを超高真空下で
800〜1200℃の温度でフラツシユ加熱することに
より作られる。この最後のフラツシユ加熱が1200
℃を超えると中心部分へ収束化が悪くなる。
結晶エミツター（先端径約0.1μｍ）を用意する。
このエミツターの軸方位は〔100〕、〔110〕、
〔210〕、〔310〕、〔111〕、その他の低指数方位であ
ればよい。次に超高真空（約１×10-10Torr）の
下で、エミツターを1600℃以上の温度でフラツシ
ユ加熱し清浄表面を形成する。この直後に100L
（1L＝１×10-6Torr×１秒）以上の如く）充分な
量の酸素ガスを導入してエミツター表面に酸素ガ
スを飽和吸着させる。次にこれを超高真空下で
800〜1200℃の温度でフラツシユ加熱することに
より作られる。この最後のフラツシユ加熱が1200
℃を超えると中心部分へ収束化が悪くなる。
本発明の製造法による表面酸化型遷移金属炭化
物のフイールドエミツターは第１図に示すように
電子ビームは中心部分に収束されたものとなる。
またその仕事関数は表面処理温度にも依存する
が、一般には表面酸化処理を施さないものの仕事
関数よりも小さい。従つて印加電界が同じであれ
ば大きい電流密度が得られる。
物のフイールドエミツターは第１図に示すように
電子ビームは中心部分に収束されたものとなる。
またその仕事関数は表面処理温度にも依存する
が、一般には表面酸化処理を施さないものの仕事
関数よりも小さい。従つて印加電界が同じであれ
ば大きい電流密度が得られる。
この電子ビームの収束と仕事関数の低下による
電流密度の増加により、電子ビームを高輝度化す
ることができる。
電流密度の増加により、電子ビームを高輝度化す
ることができる。
実施例
TiC0.98〔100〕単結晶フイールドエミツターを
２×10-10Torrの真空下で1700℃のフラツシユ加
熱を行ない清浄表面を形成した。その直後に室温
で1000L（1L＝10-6Torr×１秒）の酸素ガスを導
入し、エミツター表面に酸素ガスを飽和吸着させ
た。次にこれを980℃のフラツシユ加熱を行つて、
表面酸化型フイールドエミツターを作つた。この
フイールドエミツターからの放射電子のパターン
は第１図の通りであつた。なお、フイールドエミ
ツターの周辺真空度２×10-10Torr、印加電圧
2.4kV、で行つた。この図が示すように、電子ビ
ームは中心部分に収束されたものであつた。
２×10-10Torrの真空下で1700℃のフラツシユ加
熱を行ない清浄表面を形成した。その直後に室温
で1000L（1L＝10-6Torr×１秒）の酸素ガスを導
入し、エミツター表面に酸素ガスを飽和吸着させ
た。次にこれを980℃のフラツシユ加熱を行つて、
表面酸化型フイールドエミツターを作つた。この
フイールドエミツターからの放射電子のパターン
は第１図の通りであつた。なお、フイールドエミ
ツターの周辺真空度２×10-10Torr、印加電圧
2.4kV、で行つた。この図が示すように、電子ビ
ームは中心部分に収束されたものであつた。
最後のフラツシユ加熱温度を1250℃にした時の
放射電子のパターンは第２図の通りであり、また
1570℃にした時の放射電子のパターンは第３図の
通りで、中心部分における収束がいずれも悪い。
このようにフラツシユ加熱温度を高くすると表面
の酸化がなくなるので、最後のフラツシユ加熱温
度は800〜1200℃の温度で行うことが必要である。
放射電子のパターンは第２図の通りであり、また
1570℃にした時の放射電子のパターンは第３図の
通りで、中心部分における収束がいずれも悪い。
このようにフラツシユ加熱温度を高くすると表面
の酸化がなくなるので、最後のフラツシユ加熱温
度は800〜1200℃の温度で行うことが必要である。
また、このフイールドエミツターの仕事関数
は、清浄表面の仕事関数（3.5eV）よりやや小さ
い3.2eVであつた。
は、清浄表面の仕事関数（3.5eV）よりやや小さ
い3.2eVであつた。
実施例ZrCに代え、TiC、HfC、VC、NbC、
TaCも同様に処理すると略同様な結果が得られ
た。
TaCも同様に処理すると略同様な結果が得られ
た。
比較例
前記実施例において、導入する酸素ガス量を１
〜10Lの少量とした以外は同様の条件でフイール
ドエミツターを作つた。得られたフイールドエミ
ツターからの放射電子のパターンを実施例と同一
の条件にて調べたところ、電子ビームは中心部分
における収束が悪いことが確認された。なお、こ
のフイールドエミツターの仕事関数は、清浄表面
の仕事関数よりも大きい。
〜10Lの少量とした以外は同様の条件でフイール
ドエミツターを作つた。得られたフイールドエミ
ツターからの放射電子のパターンを実施例と同一
の条件にて調べたところ、電子ビームは中心部分
における収束が悪いことが確認された。なお、こ
のフイールドエミツターの仕事関数は、清浄表面
の仕事関数よりも大きい。
第１図は本発明の製造法による表面酸化型炭化
物のフイールドエミツターからの放射電子のパタ
ーン、第２図は最後のフラツシユ加熱を1250℃で
行つた時の放射電子のパターン、第３図は表面の
酸化を行わない場合及び最後のフラツシユ加熱を
1570℃で行つたものからの放射電子のパターンを
示す。
物のフイールドエミツターからの放射電子のパタ
ーン、第２図は最後のフラツシユ加熱を1250℃で
行つた時の放射電子のパターン、第３図は表面の
酸化を行わない場合及び最後のフラツシユ加熱を
1570℃で行つたものからの放射電子のパターンを
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 遷移金属炭化物の単結晶のフイールドエミツ
ターについて、室温で100L以上の酸素露出を行
つて酸素ガスを飽和吸着させ、その後800〜1200
℃の温度範囲でフラツシユ加熱することにより、
酸素ガスのみを飽和吸着させた酸化表面を得るこ
とを特徴とする表面酸化型炭化物フイールドエミ
ツターの製造法。 ２ 遷移金属炭化物がTiC、ZrC、HfC、VC、
NbCまたはTaCである特許請求の範囲第１項記
載の表面酸化型炭化物フイールドエミツターの製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57180500A JPS5971232A (ja) | 1982-10-14 | 1982-10-14 | 表面酸化型炭化物フィールドエミッターの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57180500A JPS5971232A (ja) | 1982-10-14 | 1982-10-14 | 表面酸化型炭化物フィールドエミッターの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5971232A JPS5971232A (ja) | 1984-04-21 |
| JPH03735B2 true JPH03735B2 (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=16084320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57180500A Granted JPS5971232A (ja) | 1982-10-14 | 1982-10-14 | 表面酸化型炭化物フィールドエミッターの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5971232A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7888654B2 (en) * | 2007-01-24 | 2011-02-15 | Fei Company | Cold field emitter |
| US7828622B1 (en) * | 2007-10-25 | 2010-11-09 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Sharpening metal carbide emitters |
| JP5074902B2 (ja) * | 2007-11-30 | 2012-11-14 | 電気化学工業株式会社 | 電子放出源 |
| CN102629538B (zh) * | 2012-04-13 | 2014-03-19 | 吴江炀晟阴极材料有限公司 | 具有低逸出功和高化学稳定性的电极材料 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS559775A (en) * | 1978-07-08 | 1980-01-23 | Toyosha Co Ltd | Tilling device |
| JPS5661733A (en) * | 1979-10-24 | 1981-05-27 | Hitachi Ltd | Field emission cathode and its manufacture |
-
1982
- 1982-10-14 JP JP57180500A patent/JPS5971232A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5971232A (ja) | 1984-04-21 |
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