JPH0522330B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0522330B2 JPH0522330B2 JP56128890A JP12889081A JPH0522330B2 JP H0522330 B2 JPH0522330 B2 JP H0522330B2 JP 56128890 A JP56128890 A JP 56128890A JP 12889081 A JP12889081 A JP 12889081A JP H0522330 B2 JPH0522330 B2 JP H0522330B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous body
- cathode
- rod
- melting point
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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
- H01J1/13—Solid thermionic cathodes
- H01J1/20—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
- H01J1/28—Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高輝度の電子ビームを必要とする点状
陰極（ポイントカソード）に関し、特に電子放射
性特性や寿命を改善した点状陰極に関する。
陰極（ポイントカソード）に関し、特に電子放射
性特性や寿命を改善した点状陰極に関する。
従来、例えば半導体の感光などリトグラフイに
使用する陰極は、極微少の電子ビーを必要とする
ため先端を尖鋭にしたタングステンなどで作つた
陰極を高温に加熱し、更に高電圧を印加して針状
の電子ビームを得ている。
使用する陰極は、極微少の電子ビーを必要とする
ため先端を尖鋭にしたタングステンなどで作つた
陰極を高温に加熱し、更に高電圧を印加して針状
の電子ビームを得ている。
しかしタングステンそのものを陰極に使用した
のでは仕事函数が高く電子放射も悪いため高温動
作をせねばならず、寿命が著しく短い欠点があ
り、例えばランタンボライド（LaB6）など仕事
函数の比較的低い化合物を使用することが考えら
れている。このLaB6を使用した点状陰極の断面
図を第１図に示す。第１図ではLaB6の例えば５
mmφ棒の一端を先端が5μφ〜10μφと尖鋭化した陰
極部で、２は陰極部１を保持するカーボンであ
る。このLaB6は普通の金属と非常に反応し易い
ため通常の金属では保持できず、カーボンで圧着
して保持している。３は陰極部１を昇温するため
のヒータで陰極部１の周囲にタングステン線で作
られたコイを配置している。この陰極の尖鋭端部
に対向して陽極を配置し高圧を印加すれば陰極部
１の尖鋭端から電子放射が行なわれ細い針状の電
子ビームを得ることができる。しかしこのLaB6
を使用した陰極は仕事函数が低いといつてもバリ
ウムなどに比べれば高く陰極温度を1600℃以上の
高温にしなければ所望の電子放射を得られないと
いう欠点をもつている。しかもこのLaB6は直熱
加熱ができず陰極部１のまわりにヒータ３を配置
した傍熱加熱のため、ヒータ３は非常に高温とな
りヒータ３の寿命低下等他への悪影響が大きい。
更にこのLaB6を使用した陰極部１は前述の如く
カーボン２で保持しなければならないが、カーボ
ンは金属に比べて機械的強度が弱く、特に前述の
如く高温の陰極部１を保持するため熱伝導により
カーボンの温度が非常に高温になり一層機械的強
度が低下して陰極部１の尖鋭端部の方向が偏位す
るという欠点がある。
のでは仕事函数が高く電子放射も悪いため高温動
作をせねばならず、寿命が著しく短い欠点があ
り、例えばランタンボライド（LaB6）など仕事
函数の比較的低い化合物を使用することが考えら
れている。このLaB6を使用した点状陰極の断面
図を第１図に示す。第１図ではLaB6の例えば５
mmφ棒の一端を先端が5μφ〜10μφと尖鋭化した陰
極部で、２は陰極部１を保持するカーボンであ
る。このLaB6は普通の金属と非常に反応し易い
ため通常の金属では保持できず、カーボンで圧着
して保持している。３は陰極部１を昇温するため
のヒータで陰極部１の周囲にタングステン線で作
られたコイを配置している。この陰極の尖鋭端部
に対向して陽極を配置し高圧を印加すれば陰極部
１の尖鋭端から電子放射が行なわれ細い針状の電
子ビームを得ることができる。しかしこのLaB6
を使用した陰極は仕事函数が低いといつてもバリ
ウムなどに比べれば高く陰極温度を1600℃以上の
高温にしなければ所望の電子放射を得られないと
いう欠点をもつている。しかもこのLaB6は直熱
加熱ができず陰極部１のまわりにヒータ３を配置
した傍熱加熱のため、ヒータ３は非常に高温とな
りヒータ３の寿命低下等他への悪影響が大きい。
更にこのLaB6を使用した陰極部１は前述の如く
カーボン２で保持しなければならないが、カーボ
ンは金属に比べて機械的強度が弱く、特に前述の
如く高温の陰極部１を保持するため熱伝導により
カーボンの温度が非常に高温になり一層機械的強
度が低下して陰極部１の尖鋭端部の方向が偏位す
るという欠点がある。
更に他の欠点として、このLaB6は成形が困難
で非常に細い尖鋭端を形成することが難かしく、
また結晶面によつて動作中に減り易い方向があ
り、結晶面が変ると電子ビームの方向が変り易い
という点にある。
で非常に細い尖鋭端を形成することが難かしく、
また結晶面によつて動作中に減り易い方向があ
り、結晶面が変ると電子ビームの方向が変り易い
という点にある。
本発明はこのような欠点に鑑みなされたもの
で、比較的低温で極微少の電子ビームを得られる
陰極を提供することを目的とする。具体的には例
えば一端を尖鋭にしたタングステン棒など細い高
融点金属棒のまわりに密着してそれと同種の材料
により多孔質体を形成し、その多孔質体に電子放
射性物質を含浸させてそのまわりにヒータを配置
し加熱することにより多孔質体から浸み出したバ
リウムなどを前記高融点金属棒の尖鋭端に這わせ
て高融点金属棒の尖鋭端の仕事函数を低下させた
ものである。以下図面により詳細に説明する。
で、比較的低温で極微少の電子ビームを得られる
陰極を提供することを目的とする。具体的には例
えば一端を尖鋭にしたタングステン棒など細い高
融点金属棒のまわりに密着してそれと同種の材料
により多孔質体を形成し、その多孔質体に電子放
射性物質を含浸させてそのまわりにヒータを配置
し加熱することにより多孔質体から浸み出したバ
リウムなどを前記高融点金属棒の尖鋭端に這わせ
て高融点金属棒の尖鋭端の仕事函数を低下させた
ものである。以下図面により詳細に説明する。
第２図は本発明の一実施例である点状陰極の断
面図である。
面図である。
第２図で４は例えば0.1〜２mmφのタングステ
ン棒、５は例えばタングステン粉末を外径５mmφ
に焼結させた多孔質体、６は多孔質体５に合浸し
た電子放射性物質、７は電子放射性物質６を昇温
させるためのヒータである。
ン棒、５は例えばタングステン粉末を外径５mmφ
に焼結させた多孔質体、６は多孔質体５に合浸し
た電子放射性物質、７は電子放射性物質６を昇温
させるためのヒータである。
この陰極の製造方法としては種々考えられる
が、一例を述べるとまずタングステン粉末を焼結
させて外径１〜５mmφ長さ0.2〜２cmの多孔質体
５を形成する。次に多孔質体５の中心部に0.1〜
２mmφの穴を貫通させ、その穴に0.1〜２mmφの
太さのタングステン棒を突込んだ後、焼結して密
着させる。多孔質体５は既に焼結したものである
が再度焼結することにより収縮してタングステン
棒に密着する。次にタングステン棒の一端側を機
械加工により細くし、更に先端を細くするため電
解あるいはアルカリ溶融などの化学研磨により
0.05〜10μの尖鋭端に形成する。次に通常の含浸
型陰極を製造するのと同様の方法で、電子放射性
物質の原料である炭酸バリウム，炭酸カルシウ
ム、酸化アルミニウム等の混合物を予め焼成した
ものを多孔質体の表面に塗布し、還元性雰囲気中
または真空中で約1800℃にして溶融含浸する。こ
うして製造した陰極部の尖鋭端と反対側を陰極側
電極に接続し、多孔質体の外周に離隔してヒータ
を配置することによりこの陰極を製造できる。
が、一例を述べるとまずタングステン粉末を焼結
させて外径１〜５mmφ長さ0.2〜２cmの多孔質体
５を形成する。次に多孔質体５の中心部に0.1〜
２mmφの穴を貫通させ、その穴に0.1〜２mmφの
太さのタングステン棒を突込んだ後、焼結して密
着させる。多孔質体５は既に焼結したものである
が再度焼結することにより収縮してタングステン
棒に密着する。次にタングステン棒の一端側を機
械加工により細くし、更に先端を細くするため電
解あるいはアルカリ溶融などの化学研磨により
0.05〜10μの尖鋭端に形成する。次に通常の含浸
型陰極を製造するのと同様の方法で、電子放射性
物質の原料である炭酸バリウム，炭酸カルシウ
ム、酸化アルミニウム等の混合物を予め焼成した
ものを多孔質体の表面に塗布し、還元性雰囲気中
または真空中で約1800℃にして溶融含浸する。こ
うして製造した陰極部の尖鋭端と反対側を陰極側
電極に接続し、多孔質体の外周に離隔してヒータ
を配置することによりこの陰極を製造できる。
他の製造方法として例えばタングステン棒の周
囲に直接タングステン粉末を成型して焼結するこ
とにより多孔質体部を形成し、他は前例と同じ方
法で製造することができる。またいずれの方法に
よるにせよタングステン棒でなく細いタングステ
ン線を使用すれば、機械加工の工程を経ずに直接
化学研磨で尖鋭端を形成することもできる。ま
た、タングステン棒の先端を予め尖鋭処理をして
おいて多孔質体に密着させることもできる。
囲に直接タングステン粉末を成型して焼結するこ
とにより多孔質体部を形成し、他は前例と同じ方
法で製造することができる。またいずれの方法に
よるにせよタングステン棒でなく細いタングステ
ン線を使用すれば、機械加工の工程を経ずに直接
化学研磨で尖鋭端を形成することもできる。ま
た、タングステン棒の先端を予め尖鋭処理をして
おいて多孔質体に密着させることもできる。
上記実施例では芯棒および多孔質体の材料をタ
ングステンの例で説明したが、タングステン以外
でも高融点金属であればモリブデン等でもよく、
また多孔質体の外形は円形の例で説明したが、尖
鋭端の形状で電子ビームの形状が定まるため、多
孔質体の外形は任意の形状にすることができる。
更に金属棒多孔質体と同じ長さである必要はなく
少なくとも電子ビームを発する先端部分にあれば
満足される。
ングステンの例で説明したが、タングステン以外
でも高融点金属であればモリブデン等でもよく、
また多孔質体の外形は円形の例で説明したが、尖
鋭端の形状で電子ビームの形状が定まるため、多
孔質体の外形は任意の形状にすることができる。
更に金属棒多孔質体と同じ長さである必要はなく
少なくとも電子ビームを発する先端部分にあれば
満足される。
以上説明したように、本発明によれば非常に細
い電子ビームを必要とする点状陰極でも通常の含
浸型陰極と同程度の陰極温度で十分な電子放射を
得ることができ、しかも陰極温度を必要以上に高
くする必要がないので寿命も長くでき、リトグラ
フイ等電子技術の発展に大いに寄与する効果があ
る。
い電子ビームを必要とする点状陰極でも通常の含
浸型陰極と同程度の陰極温度で十分な電子放射を
得ることができ、しかも陰極温度を必要以上に高
くする必要がないので寿命も長くでき、リトグラ
フイ等電子技術の発展に大いに寄与する効果があ
る。
第１図は従来の点状陰極の断面図でLaB6をカ
ーボンでつるした例、第２図は本発明の一実施例
である点状陰極の断面図である。 ４……高融点金属棒、５……高融点金属の多孔
質体、６……電子放射性物質の含浸剤、７……ヒ
ータ。
ーボンでつるした例、第２図は本発明の一実施例
である点状陰極の断面図である。 ４……高融点金属棒、５……高融点金属の多孔
質体、６……電子放射性物質の含浸剤、７……ヒ
ータ。
Claims (1)
- １ 一端を0.05〜10μｍφと尖鋭にした無空の高
融点金属の棒又は線と、該高融点金属の棒又は線
の周囲に密着して該高融点金属の棒又は線と同種
の材料で形成した多孔質体と、該多孔質体に含浸
させた電子放射性物質と、該電子放射性物質を含
浸させた多孔質体の周囲に隔離して配置した加熱
用ヒータとからなり、前記高融点金属の棒又は線
の尖鋭端から電子放射をさせることを特徴とする
点状陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128890A JPS5830035A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 点状陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128890A JPS5830035A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 点状陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830035A JPS5830035A (ja) | 1983-02-22 |
| JPH0522330B2 true JPH0522330B2 (ja) | 1993-03-29 |
Family
ID=14995875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56128890A Granted JPS5830035A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 点状陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830035A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH069511B2 (ja) * | 1988-03-31 | 1994-02-09 | 工業技術院長 | 酵素包括ゲル粒子の製造方法 |
| JPH0713099B2 (ja) | 1988-12-14 | 1995-02-15 | 工業技術院長 | 感光性ポリビニルアルコール誘導体 |
| WO2008140080A1 (ja) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | 電子源 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4962070A (ja) * | 1972-10-18 | 1974-06-15 |
-
1981
- 1981-08-18 JP JP56128890A patent/JPS5830035A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5830035A (ja) | 1983-02-22 |
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