JPS5949065A - 拡散補給形電子線源 - Google Patents
拡散補給形電子線源Info
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- JPS5949065A JPS5949065A JP57158122A JP15812282A JPS5949065A JP S5949065 A JPS5949065 A JP S5949065A JP 57158122 A JP57158122 A JP 57158122A JP 15812282 A JP15812282 A JP 15812282A JP S5949065 A JPS5949065 A JP S5949065A
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- 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
- H01J1/15—Cathodes heated directly by an electric current
- H01J1/16—Cathodes heated directly by an electric current characterised by the shape
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
- H04N1/12—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using the sheet-feed movement or the medium-advance or the drum-rotation movement as the slow scanning component, e.g. arrangements for the main-scanning
- H04N1/14—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using the sheet-feed movement or the medium-advance or the drum-rotation movement as the slow scanning component, e.g. arrangements for the main-scanning using a rotating endless belt carrying the scanning heads or at least a part of the main scanning components
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、熱電界放射陰極（Ｔｈｅｒｍａｌ ｐｉｅｌ
ｄＥｍｉｓｓｉｏｎ Ｃａｔｈｏｄｅ以下ＴＥＦカンー
ドと言う）に関する。
ｄＥｍｉｓｓｉｏｎ Ｃａｔｈｏｄｅ以下ＴＥＦカンー
ドと言う）に関する。
電界放射（１＋１ｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ）は、エ
ミッタ表面に１００へ４ Ｖ ／ ｃｍ程度の強い′電
界を印加すると、トンネル効果により陰極表面から電子
が放出される現象で−ある。電界放射では強電界を得る
ために、先端の曲率半径が約手オングストロームの剣状
チップがカソードとして用いられる。電界放射は大別し
てチップ温度が室温近傍でるる電界放射（ｌｉ’１ｅｌ
ｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ、 以下’ｒ Ｊｙと言う）と’
Ｉ”ＦＥがある。前者の１” Ｅは、エミッタ先端の温
度を室温状態に保ち、強電界を印加してエミッションを
引出す方法で主な用途は透過形電子顕微鐘、や走査形電
子卵微鋭である。ＦＥを安定に動作づせるには、エミッ
タ先端へのガス吸着を減らし、かつイオン衝撃によるエ
ミッタのダメージをなくすために、エミッタのある空間
はｌ Ｑ −１０１１Ｎｏ ｒ ｒ以下の真空に保つこ
とが要求され、安定に動作できるエミッション電流は１
０μ八以下である。一方１’ ｌｉ” Ｅば、エミッタ
先端を熱電子が発生しない程度の温度範囲で加熱した状
態で、強い電界を印加しＣエミッションを引出す方法で
ある。Ｉｌｌ Ｆ Ｅは１０−Ｑ１’ｏｒｒの真空１で
１００μＡ程度のエミッション電流を得ることが可能で
、走査形軍子屓自倣鐘の外、透消形市子顯微鏡、オージ
ェ電子分析器等の分枦根器、電子線描画装置等その応用
が広い。
ミッタ表面に１００へ４ Ｖ ／ ｃｍ程度の強い′電
界を印加すると、トンネル効果により陰極表面から電子
が放出される現象で−ある。電界放射では強電界を得る
ために、先端の曲率半径が約手オングストロームの剣状
チップがカソードとして用いられる。電界放射は大別し
てチップ温度が室温近傍でるる電界放射（ｌｉ’１ｅｌ
ｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ、 以下’ｒ Ｊｙと言う）と’
Ｉ”ＦＥがある。前者の１” Ｅは、エミッタ先端の温
度を室温状態に保ち、強電界を印加してエミッションを
引出す方法で主な用途は透過形電子顕微鐘、や走査形電
子卵微鋭である。ＦＥを安定に動作づせるには、エミッ
タ先端へのガス吸着を減らし、かつイオン衝撃によるエ
ミッタのダメージをなくすために、エミッタのある空間
はｌ Ｑ −１０１１Ｎｏ ｒ ｒ以下の真空に保つこ
とが要求され、安定に動作できるエミッション電流は１
０μ八以下である。一方１’ ｌｉ” Ｅば、エミッタ
先端を熱電子が発生しない程度の温度範囲で加熱した状
態で、強い電界を印加しＣエミッションを引出す方法で
ある。Ｉｌｌ Ｆ Ｅは１０−Ｑ１’ｏｒｒの真空１で
１００μＡ程度のエミッション電流を得ることが可能で
、走査形軍子屓自倣鐘の外、透消形市子顯微鏡、オージ
ェ電子分析器等の分枦根器、電子線描画装置等その応用
が広い。
さて、’ｌ’ Ｉ” Ｅは手法により次の２つに分類で
きる。一つは特定のカス雰囲気中で、特定の結晶面をビ
ルドアンプ（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ、エミッタを高温に加熱
しながら、エミッタ先端に強電界を印加すると、特定の
結晶面に表面原子が移動し再配列して突起４作り、局部
的な曲率半径が小Ｂくなる。この現＆’にビルドアンプ
と呼ぶ）する方法、例えば０７、Ｃ０２，１１□０ガス
成分の多い真空系ではタンカス・テン（Ｗ）の（１００
）面がビルドアップしらにより提案された手法で、１０
−”［ｏｒｒ程度の０２ガス雰囲気下で１７５０〜１８
５０Ｋにエミッタを加熱し、かつエミッタ先端にジルコ
ニウム（Ｚｒ）を吸着せしめて、エミン／ヨン１１１；
流の角度分布制限を可能にしたものである。エミッタ先
端ではＺｒ ＯＷの吸篇状態が形成され、Ｗ（１００
）面の仕事関数は２６〜２．８ｅＶｔで低下する。同様
な効果は、チタン（１゛ｌ）、ノ・ウニラム（１−１ｆ
）、ニオブ（Ｎｂ）、トリウム（’ｌ”ｈ）、マグｊ（
／ラム（ＩＶｌ、、ｇ） 、セリウム（Ｃｅ）でもある
ことがわかった。
きる。一つは特定のカス雰囲気中で、特定の結晶面をビ
ルドアンプ（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ、エミッタを高温に加熱
しながら、エミッタ先端に強電界を印加すると、特定の
結晶面に表面原子が移動し再配列して突起４作り、局部
的な曲率半径が小Ｂくなる。この現＆’にビルドアンプ
と呼ぶ）する方法、例えば０７、Ｃ０２，１１□０ガス
成分の多い真空系ではタンカス・テン（Ｗ）の（１００
）面がビルドアップしらにより提案された手法で、１０
−”［ｏｒｒ程度の０２ガス雰囲気下で１７５０〜１８
５０Ｋにエミッタを加熱し、かつエミッタ先端にジルコ
ニウム（Ｚｒ）を吸着せしめて、エミン／ヨン１１１；
流の角度分布制限を可能にしたものである。エミッタ先
端ではＺｒ ＯＷの吸篇状態が形成され、Ｗ（１００
）面の仕事関数は２６〜２．８ｅＶｔで低下する。同様
な効果は、チタン（１゛ｌ）、ノ・ウニラム（１−１ｆ
）、ニオブ（Ｎｂ）、トリウム（’ｌ”ｈ）、マグｊ（
／ラム（ＩＶｌ、、ｇ） 、セリウム（Ｃｅ）でもある
ことがわかった。
上記Ｔ Ｐ Ｅのうち後熟の手法に関し、吸着体として
ジルコニウム（Ｚｒ）を用いた拡散補給形電子線源の例
を第１図により説明する。拡散補給形電子線源は、発熱
体１と電子放射体２への吸着体であるＺｒを貯えておく
補給源３から構成される。
ジルコニウム（Ｚｒ）を用いた拡散補給形電子線源の例
を第１図により説明する。拡散補給形電子線源は、発熱
体１と電子放射体２への吸着体であるＺｒを貯えておく
補給源３から構成される。
この場合、補給源３のＺｒは、Ｚｎ２の粉末の塗布した
ものを熱処理して得られる。動作状態では、発熱体１を
通電加熱し、吸着体であるｚｒを補給源３から、加熱に
よって表面拡散させ、電子放射体２を）３００〜１５０
０Ｃに加熱した状態で剣状に尖った電子放射体２に強電
界を印加し、かつ真空容器内に１０’−８〜１０−”ｌ
’ｏｒｒの０２ガスを導入すると、単結晶タングステン
（Ｗ）製の電子放射体２の（１００）結晶方位のみに角
度制限された電子放射が起る。即ちＷ（１００）面での
仕事関係はＷの約４．５ｅＶ及びＺｒの約３．５ｅＶよ
り低い２．６〜２．８ｅＶ程度の値となり電子放射が起
き易い状態となり、捷だ放射角の縮小された電子放射に
より陽極部からのガス放出が減少し、安定で犬′「Ｌ流
の電子放射かｂ」能となる。
ものを熱処理して得られる。動作状態では、発熱体１を
通電加熱し、吸着体であるｚｒを補給源３から、加熱に
よって表面拡散させ、電子放射体２を）３００〜１５０
０Ｃに加熱した状態で剣状に尖った電子放射体２に強電
界を印加し、かつ真空容器内に１０’−８〜１０−”ｌ
’ｏｒｒの０２ガスを導入すると、単結晶タングステン
（Ｗ）製の電子放射体２の（１００）結晶方位のみに角
度制限された電子放射が起る。即ちＷ（１００）面での
仕事関係はＷの約４．５ｅＶ及びＺｒの約３．５ｅＶよ
り低い２．６〜２．８ｅＶ程度の値となり電子放射が起
き易い状態となり、捷だ放射角の縮小された電子放射に
より陽極部からのガス放出が減少し、安定で犬′「Ｌ流
の電子放射かｂ」能となる。
ところで、上記従来の拡散補給形電子糾源は、吸着体が
Ｚｒのみであるため、動作温度が比較的高く、不戦な熱
′電子放射が混入したり、乙ｒ佇としてＺｒＨ２の粉末
を用いるためＩＶ’を造十、熱処理にもろい点あるいは
不純物が混入し易いといった問題があった。これらの問
題の解決のためジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（’ｌｌ
”ｌ） 、 ハフニウム（Ｈｆ）等の金属紐等からなる
金属補給源を用いた拡散補給形の電界放射陰極も提供さ
れている。この陰極では、同じＺｒ補給源でも動作温度
が低温度化（１２５０〜１４５０ｔｌ？）することがで
き、必要な酸素ガス分圧もおおよそ１０””Ｔｏｒｒ以
下で済むようになった。才たＴｒ補給分の場合には、動
作中特に酸素ガスを導入することなく安定に電流を引き
出すことが可能となったが、実際の装機へ装着した初期
には、酸素カスの導入を必要とすることもある。
Ｚｒのみであるため、動作温度が比較的高く、不戦な熱
′電子放射が混入したり、乙ｒ佇としてＺｒＨ２の粉末
を用いるためＩＶ’を造十、熱処理にもろい点あるいは
不純物が混入し易いといった問題があった。これらの問
題の解決のためジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（’ｌｌ
”ｌ） 、 ハフニウム（Ｈｆ）等の金属紐等からなる
金属補給源を用いた拡散補給形の電界放射陰極も提供さ
れている。この陰極では、同じＺｒ補給源でも動作温度
が低温度化（１２５０〜１４５０ｔｌ？）することがで
き、必要な酸素ガス分圧もおおよそ１０””Ｔｏｒｒ以
下で済むようになった。才たＴｒ補給分の場合には、動
作中特に酸素ガスを導入することなく安定に電流を引き
出すことが可能となったが、実際の装機へ装着した初期
には、酸素カスの導入を必要とすることもある。
以上述べたように、拡散補給形のｉ’ Ｆ Ｂは有力な
電子放射線源であるが、拡散補給形の’Ｉ’ Ｆ Ｅに
おいて放射角縮小をした電子放射を行うには、電子放射
体１の先端において、上記金属補給弁３から補給された
金賊吸着体（例えばＺｒやＴｉ）と酸素が単原子層の吸
着状態を保つ必要がある。従来の拡散補給形電子線源に
おいては、補給源３として単一の金属（例えば７．ｒ）
のみを用いていたため、角度制限をした電子放射を長時
間維持するためには、使用する金属とその動作温度によ
るが１０−”Ｉ”ｏｒｒ以下のＯ，ガスを導入しなけれ
ばならない欠点があった。
電子放射線源であるが、拡散補給形の’Ｉ’ Ｆ Ｅに
おいて放射角縮小をした電子放射を行うには、電子放射
体１の先端において、上記金属補給弁３から補給された
金賊吸着体（例えばＺｒやＴｉ）と酸素が単原子層の吸
着状態を保つ必要がある。従来の拡散補給形電子線源に
おいては、補給源３として単一の金属（例えば７．ｒ）
のみを用いていたため、角度制限をした電子放射を長時
間維持するためには、使用する金属とその動作温度によ
るが１０−”Ｉ”ｏｒｒ以下のＯ，ガスを導入しなけれ
ばならない欠点があった。
本発明の目的は、動作中０２ガスを導入することなく長
時間、安定に放射角縮小をした電子放射を可能とする拡
散補給形電子線源を提供することにある。
時間、安定に放射角縮小をした電子放射を可能とする拡
散補給形電子線源を提供することにある。
拡散補給形電子線源３」１、先端が剣状に尖った電子放
射体と、電子放射体を加熱する発熱体と、電子放射体に
吸着させる吸着体及びこれを貯える補給源とから構成さ
れ、放射角を縮小した電子放射を行うためには電子放射
体先端において吸着体と酸素の単原子層吸着状態を形成
する必要がある。
射体と、電子放射体を加熱する発熱体と、電子放射体に
吸着させる吸着体及びこれを貯える補給源とから構成さ
れ、放射角を縮小した電子放射を行うためには電子放射
体先端において吸着体と酸素の単原子層吸着状態を形成
する必要がある。
電子放射体としては主として軸方位（１００）の直径０
．１〜０．１５ＴＴｍの単結晶タングステン（Ｗ、）を
用いる。発熱体は、電気抵抗が犬さく、高温強度が高く
、かつ補給源との反応性か低いことが望ましい。主とし
て、タングステン（Ｗ）、モリブチ７ （ＭＯ） 、
Ｖ：＝ラム（Ｒｅ）、タンタル（Ｔａ）及びこれらの合
金、または上記金属と補給源との合金を用いても良い。
．１〜０．１５ＴＴｍの単結晶タングステン（Ｗ、）を
用いる。発熱体は、電気抵抗が犬さく、高温強度が高く
、かつ補給源との反応性か低いことが望ましい。主とし
て、タングステン（Ｗ）、モリブチ７ （ＭＯ） 、
Ｖ：＝ラム（Ｒｅ）、タンタル（Ｔａ）及びこれらの合
金、または上記金属と補給源との合金を用いても良い。
発熱体としては直径０．１〜０、５ ｔｎｍＯ線または
厚さ０２〜０．０２ｍｍの板状のものを用いる。本発明
は、補給源としては、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタ７
（’ｒｉ）％ ノｓ７．Ｊム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）
、トリウム（Ｔｈ） 、マグネシウム（Ｍｇ） 、セリ
ウム（Ｃｅ）等の酸化物、またはＺｒ、Ｔ１、Ｉｌｆ、
Ｎｂ、’ｌ’ｈ、Ｍｇ、Ｃｅとその酸化物の固溶体若し
くは溶融混合物を用い、前記した発熱体せたは発熱体と
電子放射体の接点部に取付けることを特徴とする。
厚さ０２〜０．０２ｍｍの板状のものを用いる。本発明
は、補給源としては、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタ７
（’ｒｉ）％ ノｓ７．Ｊム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）
、トリウム（Ｔｈ） 、マグネシウム（Ｍｇ） 、セリ
ウム（Ｃｅ）等の酸化物、またはＺｒ、Ｔ１、Ｉｌｆ、
Ｎｂ、’ｌ’ｈ、Ｍｇ、Ｃｅとその酸化物の固溶体若し
くは溶融混合物を用い、前記した発熱体せたは発熱体と
電子放射体の接点部に取付けることを特徴とする。
従来の拡散補給形電子線源では、例えばＺｒやＨｆ金属
を補給源として用い、動作状態では熱拡散によりＺｒや
Ｈｆを電子放射体先端に補給すると共に、外部から酸素
ガスを導入して放射角を縮小した電子放射を行なわせて
いた。一方、本発明では、第２図に示した例えばＴ１と
ＴｌＯ２の状態図に示した様に、Ｔｉと酸素の固溶体、
まだはＩｌｌ ｉと１゛１０２の溶融混合物若しくは酸
化チタン等を補給源として用い、動作状態ではチタンと
酸素を同時に電子放射体先端に補給して、外部から酸素
ガス等の導入をすることなく放射角縮小した電子放射を
可能としたものである。
を補給源として用い、動作状態では熱拡散によりＺｒや
Ｈｆを電子放射体先端に補給すると共に、外部から酸素
ガスを導入して放射角を縮小した電子放射を行なわせて
いた。一方、本発明では、第２図に示した例えばＴ１と
ＴｌＯ２の状態図に示した様に、Ｔｉと酸素の固溶体、
まだはＩｌｌ ｉと１゛１０２の溶融混合物若しくは酸
化チタン等を補給源として用い、動作状態ではチタンと
酸素を同時に電子放射体先端に補給して、外部から酸素
ガス等の導入をすることなく放射角縮小した電子放射を
可能としたものである。
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例１
本発明による拡散補給形電子線源の第一の実施例を第３
図（ａ）（ｂ）により説明する。まず、７字形に形成さ
れた直径０．１〜０．１５ｗｍのタングステン（Ｗ）装
発熱体１の先端に直径０．１〜０．１５ｍのタングステ
ン線を点溶接し、その先端を水酸化カリウム（ＫＯＨ）
水溶液等で電界研磨で鋭く尖らせて電子放射体２を作製
する。次に準補給源４′として酸化チタン（例えば′ｒ
ｉ ｏ２）若しくはチタン（Ｔｌ）と酸化チタン＜
Ｔ ｌｏｔ ＞の混合粉を第３図（ａ）のごとく発熱体
１と電子放射体２の＃絖部若しくは第３図（ｂ）のこと
く発熱体１の周囲に付着させる。次に真空中またはアル
ゴン（Ａ ｒ）カス雰囲気中等で発熱体１を通電加熱し
て、前記増補給源４′を瞬時に溶融させて補給源４を作
成する。補給源４の成分としては０／Ｔｉの比率が０．
２〜２の領域のチタンと酸素の固溶体であれはいずれで
も良い。第２図の′■゛１−ＴｌＯ２の状態図によれば
、上記０／’Ｉ’ｉの比率の領域ではＴｉｏ２、Ｔｌ２
Ｏ３，１゛１０等の酸化チタンの状態が存在するが、本
発明の補給源４としてはいずれにしても良い。捷だ補給
源４としては単にチタンと酸化チタンの溶融混合物であ
っても同様の効果を得ることができる。
図（ａ）（ｂ）により説明する。まず、７字形に形成さ
れた直径０．１〜０．１５ｗｍのタングステン（Ｗ）装
発熱体１の先端に直径０．１〜０．１５ｍのタングステ
ン線を点溶接し、その先端を水酸化カリウム（ＫＯＨ）
水溶液等で電界研磨で鋭く尖らせて電子放射体２を作製
する。次に準補給源４′として酸化チタン（例えば′ｒ
ｉ ｏ２）若しくはチタン（Ｔｌ）と酸化チタン＜
Ｔ ｌｏｔ ＞の混合粉を第３図（ａ）のごとく発熱体
１と電子放射体２の＃絖部若しくは第３図（ｂ）のこと
く発熱体１の周囲に付着させる。次に真空中またはアル
ゴン（Ａ ｒ）カス雰囲気中等で発熱体１を通電加熱し
て、前記増補給源４′を瞬時に溶融させて補給源４を作
成する。補給源４の成分としては０／Ｔｉの比率が０．
２〜２の領域のチタンと酸素の固溶体であれはいずれで
も良い。第２図の′■゛１−ＴｌＯ２の状態図によれば
、上記０／’Ｉ’ｉの比率の領域ではＴｉｏ２、Ｔｌ２
Ｏ３，１゛１０等の酸化チタンの状態が存在するが、本
発明の補給源４としてはいずれにしても良い。捷だ補給
源４としては単にチタンと酸化チタンの溶融混合物であ
っても同様の効果を得ることができる。
本実施例における拡散補給形電子線淳は、超高真空中で
発熱体１を通電加熱することにより、電子放射体２及び
補給源４を９００Ｃ〜１５００ｔｒに加熱すると、熱拡
散により針状に尖った電子放射体２の先端まで補給源４
からチタン（Ｔり及び酸素が補給され、この状態で電子
放射体２と対向する陽極の間に高電圧を印加すると、外
部から酸素ガス等を導入することなく、タングステン（
Ｗ）製電子放射体１の（１００）結晶面の仕事関数が低
下して、（１００）面方位に角度制限された電子放射ケ
得ることができる。
発熱体１を通電加熱することにより、電子放射体２及び
補給源４を９００Ｃ〜１５００ｔｒに加熱すると、熱拡
散により針状に尖った電子放射体２の先端まで補給源４
からチタン（Ｔり及び酸素が補給され、この状態で電子
放射体２と対向する陽極の間に高電圧を印加すると、外
部から酸素ガス等を導入することなく、タングステン（
Ｗ）製電子放射体１の（１００）結晶面の仕事関数が低
下して、（１００）面方位に角度制限された電子放射ケ
得ることができる。
また、補給源４としては、ｏ／ｚｒの比率が０．２〜２
のジルコニウム（Ｚｒ）と酸化ジルコニウムの固溶体若
しくは、溶融混合物でも良く、また０／Ｔｂ、０／Ｎｂ
、０／Ｈｆ、０／Ｍｇ、０／Ｃｅの比率が０．２〜２０
割合で配合されたトリウム（’ｌ’ｈ）と酸化トリウム
、ハフニウム（Ｈｆ）と酸化ハフニウム、ニオブ（Ｎｂ
）と酸化ニオブ、マグ不ソウム（Ｍｇ）と酸化マク不シ
ウム、セリウム（Ｃｅ）と酸化セリウムの固溶体若しく
は溶融混合物を用いても、同様に９００〜１５００Ｃの
温度で放射角縮小された電子放射を行なうことができた
。
のジルコニウム（Ｚｒ）と酸化ジルコニウムの固溶体若
しくは、溶融混合物でも良く、また０／Ｔｂ、０／Ｎｂ
、０／Ｈｆ、０／Ｍｇ、０／Ｃｅの比率が０．２〜２０
割合で配合されたトリウム（’ｌ’ｈ）と酸化トリウム
、ハフニウム（Ｈｆ）と酸化ハフニウム、ニオブ（Ｎｂ
）と酸化ニオブ、マグ不ソウム（Ｍｇ）と酸化マク不シ
ウム、セリウム（Ｃｅ）と酸化セリウムの固溶体若しく
は溶融混合物を用いても、同様に９００〜１５００Ｃの
温度で放射角縮小された電子放射を行なうことができた
。
実施例２
本発明による拡散補給形電子線源の他の実施例を第３図
（Ｃ）により説明する。本実施例では、増補給源４′と
して、酸化チタンまたはチタンと酸化チタンの溶融混合
物からなるリボンあるいは線をあらかじめ作成しておき
、これを発熱体１の周囲に巻きつけて用いる。増補給源
４′のリボンまたは紳ｔま、０／Ｔ！の比率が０．２〜
２の配合比に秤量したチタンと酸化チタンの原料を例え
ばアルコ゛ンガス雰囲気中で溶融混合しておき、超急冷
法により急激に冷却して作成できる。次に真空中等で準
補給曽４′を巻きつけた発熱体１を１６００〜１９００
Ｃに瞬時に加熱して増補給源４′を溶融して補給源４を
形成する。本方式により形成した補給源４を設けた拡散
補給形電子線源は、′電子放射体２を９００〜１５０（
Ｉ’に加熱することにより、外部から酸素ガス等の導入
することなく放射角縮小された電子放射を得ることがで
きた。
（Ｃ）により説明する。本実施例では、増補給源４′と
して、酸化チタンまたはチタンと酸化チタンの溶融混合
物からなるリボンあるいは線をあらかじめ作成しておき
、これを発熱体１の周囲に巻きつけて用いる。増補給源
４′のリボンまたは紳ｔま、０／Ｔ！の比率が０．２〜
２の配合比に秤量したチタンと酸化チタンの原料を例え
ばアルコ゛ンガス雰囲気中で溶融混合しておき、超急冷
法により急激に冷却して作成できる。次に真空中等で準
補給曽４′を巻きつけた発熱体１を１６００〜１９００
Ｃに瞬時に加熱して増補給源４′を溶融して補給源４を
形成する。本方式により形成した補給源４を設けた拡散
補給形電子線源は、′電子放射体２を９００〜１５０（
Ｉ’に加熱することにより、外部から酸素ガス等の導入
することなく放射角縮小された電子放射を得ることがで
きた。
１だ補給源４として、ジルコニウムと酸化ジルコニウム
、ニオブと酸化二側ブ、）・フニウムと酸化ハフニウム
、トリウムと酸化トリウム、マグイ・シウムと酸化マグ
不ノウム、セリウムと酸化セリウムの固溶体若しくは溶
融混合物を用いても同様の効果を得ることができた。
、ニオブと酸化二側ブ、）・フニウムと酸化ハフニウム
、トリウムと酸化トリウム、マグイ・シウムと酸化マグ
不ノウム、セリウムと酸化セリウムの固溶体若しくは溶
融混合物を用いても同様の効果を得ることができた。
実施例３
第３図（ｄ）は本発明の他の実施例を示す。すなわち、
あらかじめチタン線捷たけチタン製リボンの長面に酸化
チタンの粉末を塗布し、８００〜１５００Ｃで焼結した
増補給源４′を発熱体１の周囲に巻きつけておく。次に
発熱体１を１６００〜１９００Ｕに通電加熱して準備給
源４′を溶かして補給源４を形成する。同様に、ジルコ
ニウム、ニオブ、ノ・フニウム、トリウム、マグネシウ
ム、セリウムｉｔたはフォイルの表面に各々酸化ジルコ
ニウム、酸化ニオブ、酸化ノ・フニウム、酸化トリウム
、酸化マグネシウム、酸化セリウムを塗布して増補給源
４′及び補給源４を形成した拡散補給形電子紳源でも、
外部から酸素ガスを導入することなく、容易に角度制限
された電子放射を得ることができた。
あらかじめチタン線捷たけチタン製リボンの長面に酸化
チタンの粉末を塗布し、８００〜１５００Ｃで焼結した
増補給源４′を発熱体１の周囲に巻きつけておく。次に
発熱体１を１６００〜１９００Ｕに通電加熱して準備給
源４′を溶かして補給源４を形成する。同様に、ジルコ
ニウム、ニオブ、ノ・フニウム、トリウム、マグネシウ
ム、セリウムｉｔたはフォイルの表面に各々酸化ジルコ
ニウム、酸化ニオブ、酸化ノ・フニウム、酸化トリウム
、酸化マグネシウム、酸化セリウムを塗布して増補給源
４′及び補給源４を形成した拡散補給形電子紳源でも、
外部から酸素ガスを導入することなく、容易に角度制限
された電子放射を得ることができた。
実施例４
本発明の他の実施例を第３図（ｅ）により説明する。
本実施例では増補給源４′としてチタン粉、チタン線、
チタン製リボンを用いる。まず、発熱体１の周囲にチタ
ン粉を塗布するかまたはチタン線あるいはチタン製リボ
ンを発熱体１に巻き付けておき、次に１０−２〜１Ｏ−
７Ｔｏｒｒに酸素ガスを導入した容器中で発熱体１に通
電加熱するか発熱体１の周囲にコイルヒータ等を設けて
間接的に加熱する方法によって増補給源４′を溶融する
と共に、周囲の酸素を吸収固溶した補給源４を形成する
。本実施例により作成した拡散補給形量子線源を超高真
空容器中で９００〜１５００ｔｒで動作させるとタング
ステン製電子放射体２の（１００）面方位に放射角縮小
された電子放射を得ることができる。
チタン製リボンを用いる。まず、発熱体１の周囲にチタ
ン粉を塗布するかまたはチタン線あるいはチタン製リボ
ンを発熱体１に巻き付けておき、次に１０−２〜１Ｏ−
７Ｔｏｒｒに酸素ガスを導入した容器中で発熱体１に通
電加熱するか発熱体１の周囲にコイルヒータ等を設けて
間接的に加熱する方法によって増補給源４′を溶融する
と共に、周囲の酸素を吸収固溶した補給源４を形成する
。本実施例により作成した拡散補給形量子線源を超高真
空容器中で９００〜１５００ｔｒで動作させるとタング
ステン製電子放射体２の（１００）面方位に放射角縮小
された電子放射を得ることができる。
また、増補給源４′としてジルコニウム、ニオブ、ハフ
ニウム、トリウム、マダイ・シウム、セリウム等の粉末
または線あるいはフォイルを用いても同様の効果を得る
ことができた。
ニウム、トリウム、マダイ・シウム、セリウム等の粉末
または線あるいはフォイルを用いても同様の効果を得る
ことができた。
実施例５
本発明の他の実施例を第３図（ｆ）により説明する。
本実施例は電子放射体２を加熱する発熱体と補給源を一
体化した複合形補給源５とするととを特徴とする。複合
形補給源５は、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ハフニ
ウム、トリウム、マグネシウム、セリウム及びこれらの
酸化物との固溶体若しくは溶融混合物から形成した線ま
たはリボンまたは板で構成する。複合形補給源５の線ま
たはリボンあるいは板は、例えばチタンと酸化チタンの
混合物をアルゴン雰囲気中等で溶融混合し、超急冷法に
より作成できる。７字形の複合形補給源５の先端にタン
グステン（Ｗ）製電子放射体２を点溶接し、電子放射体
２の先端を電解研磨等により鋭く尖らせることにより拡
散補給形量子線源ができる。動作状態では複合形補給諒
５を通電加熱することにより、電子放射体２の先端へチ
タン及び酸素が補給され、タングステンの（１００）面
方位に角度制限された電子放射を得ることができた。
体化した複合形補給源５とするととを特徴とする。複合
形補給源５は、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ハフニ
ウム、トリウム、マグネシウム、セリウム及びこれらの
酸化物との固溶体若しくは溶融混合物から形成した線ま
たはリボンまたは板で構成する。複合形補給源５の線ま
たはリボンあるいは板は、例えばチタンと酸化チタンの
混合物をアルゴン雰囲気中等で溶融混合し、超急冷法に
より作成できる。７字形の複合形補給源５の先端にタン
グステン（Ｗ）製電子放射体２を点溶接し、電子放射体
２の先端を電解研磨等により鋭く尖らせることにより拡
散補給形量子線源ができる。動作状態では複合形補給諒
５を通電加熱することにより、電子放射体２の先端へチ
タン及び酸素が補給され、タングステンの（１００）面
方位に角度制限された電子放射を得ることができた。
実施例６
本発明の他の実施例を第２図（ｇ）により説明する。
−ます、７字形の発熱体１の先端に電子放射体としてタ
ングステン線２′を点溶接しておき、次に発熱体１の周
囲にチタン、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、トリ
ウム、マグオ・シウム、セリウム等の１Ｍまたはフォイ
ルからなる蒸発源６を設け、酸素ガスを１０−２〜１０
−８’ｌ”ｏｒｒ導入した真空容器中で、蒸発源６を通
電加熱して蒸発させ、発熱体１及びタングステン線２′
の周囲に上記蒸発源６の物質を付着させ増補給源４′を
形成する。増補給源４′中の例えはチタンと、酸素の含
有量は蒸発源６の蒸発速度と蒸着中の酸素ガスの圧力に
より任意に制御できる。次に電解研磨等によりタングス
テン線の先端を欽〈尖らせ電子放射体２を形成する。
ングステン線２′を点溶接しておき、次に発熱体１の周
囲にチタン、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、トリ
ウム、マグオ・シウム、セリウム等の１Ｍまたはフォイ
ルからなる蒸発源６を設け、酸素ガスを１０−２〜１０
−８’ｌ”ｏｒｒ導入した真空容器中で、蒸発源６を通
電加熱して蒸発させ、発熱体１及びタングステン線２′
の周囲に上記蒸発源６の物質を付着させ増補給源４′を
形成する。増補給源４′中の例えはチタンと、酸素の含
有量は蒸発源６の蒸発速度と蒸着中の酸素ガスの圧力に
より任意に制御できる。次に電解研磨等によりタングス
テン線の先端を欽〈尖らせ電子放射体２を形成する。
電子放射体２の先端は、上記増補給源４′の形成前に尖
らせておいても良い。実際の動作に際しては、発熱体１
を通電加熱して、上記増補給源４′を一度溶融して補給
源４を形成して、電子放射体２及び発熱体１とのぬれ性
を良くしておく。上記手順にて作成した拡散補給形量子
線源においても、前記実施例１〜５の場合と同様に、９
００〜１５ｏｏｃで動作することにより、タングステン
（１００）面方位に角度制限した電子放射を容易に得る
ことができた。
らせておいても良い。実際の動作に際しては、発熱体１
を通電加熱して、上記増補給源４′を一度溶融して補給
源４を形成して、電子放射体２及び発熱体１とのぬれ性
を良くしておく。上記手順にて作成した拡散補給形量子
線源においても、前記実施例１〜５の場合と同様に、９
００〜１５ｏｏｃで動作することにより、タングステン
（１００）面方位に角度制限した電子放射を容易に得る
ことができた。
以上、本発明の拡散補給形量子線源によれは、先端が鋭
く尖った電子放射体の先端に吸着体と酸素を単原子層の
吸着状態を形成して角度制限された電子放射を得るため
に、補給源としてチタン、ジルコニウム、ハフニウム、
ニオブ、トリウム、マグネシウム、セリウムの酸化物若
しくは、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、
トリウム、マグネシウム、セリウムとこれらの酸化物と
の固溶体または溶融混合物を用いることにより、外部か
ら酸素ガス等を導入することなく容易に角度制限された
電子放射を行うことが可能な拡散補給形電子線諒を提供
できた。
く尖った電子放射体の先端に吸着体と酸素を単原子層の
吸着状態を形成して角度制限された電子放射を得るため
に、補給源としてチタン、ジルコニウム、ハフニウム、
ニオブ、トリウム、マグネシウム、セリウムの酸化物若
しくは、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、
トリウム、マグネシウム、セリウムとこれらの酸化物と
の固溶体または溶融混合物を用いることにより、外部か
ら酸素ガス等を導入することなく容易に角度制限された
電子放射を行うことが可能な拡散補給形電子線諒を提供
できた。
第１図は、従来の拡散補給形量子線源の説明図、第２図
は、ＴｉとＴｉＯ２の平衡状態図、第３図は、本発明の
詳細な説明図である。 １・・・発熱体、２・・・電子放射体、３・・・金属補
給源、４・・・補給源、４′・・・増補給源、５・・・
複合形補給源、て１図 ％ｚ 図 ｔｏ７丁１） 扁 ３ 図 （久） （ｂ）
（ｃジ （（ｔ）°′°（イ２
（３）
は、ＴｉとＴｉＯ２の平衡状態図、第３図は、本発明の
詳細な説明図である。 １・・・発熱体、２・・・電子放射体、３・・・金属補
給源、４・・・補給源、４′・・・増補給源、５・・・
複合形補給源、て１図 ％ｚ 図 ｔｏ７丁１） 扁 ３ 図 （久） （ｂ）
（ｃジ （（ｔ）°′°（イ２
（３）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、先端が針状に尖った電子放射体と、該電子放射体を
加熱する発熱体と、電子放射体への吸着体及び吸着体を
貯蔵する補給源とからなる拡散補給形電子線源において
、補給像としてチタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニ
オブ、トリウム、マグネシウム若しくはセリウムの酸化
物又は、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、
トリウム、マダイ、シウム若しくはセリウムとその酸化
物との固溶体又は溶融混合物を用いることを特徴とする
拡散補給形電子線源。 ２、上記補給源が、０／Ｔ１の比率が０，２〜２の範囲
である酸化チタン又は酸化チタンとチタンの固溶体若し
くは溶融混合物でるる特許請求の範囲第１項記載の拡散
補給形寛子線源。 ３、上記補給源が、０／Ｚｒの比率が０．２〜２の範囲
である酸化ジルコニウム又は酸化ジルコニウムとジルコ
ニウムの固溶体若しくは溶融混合物である特許請求の範
囲第１項記載の拡散補給形電子線源。 ４、」二記補給源が、０ ／ Ｈｆの比率が０．２〜２
の範囲である酸化ハフニウム又は酸化／・フニウムとハ
フニウムの固溶体若しくは溶融混合物である特許請求の
範囲第１項記載の拡散補給形電子線源。 ５、上記補給源が、０／Ｎｂの比率が０．２〜２の範囲
である酸化ニオブ又は酸化ニオブとニオブの固溶体若し
くは溶融混合物である特許請求の範囲第１項記載の拡散
補給形電子線源。 ６、上記補給源が、ｏ／’ｒｈの比率が０．２〜２の範
囲である酸化トリウム又は酸化トリウムとトリウムの固
融混合物である特許請求の範囲第１項記載の拡散補給形
電子線諒。 ７、上記補給源が、０７Ｍｇの比率が０．２〜２の範囲
である酸化マグネシウム又は酸化マグイ・シウムとマク
不７ウムの固溶体若しくは溶融混合物である特許請求の
範囲第１項の拡散補給形電子線源。 ８ 上記補給源が、Ｏ／Ｃｅの比率が０．２〜２の範囲
である酸化セリウム又は酸化セリウムとセリウムの固浴
体若しくは溶融混合物でるる特許請求の範囲第１項記載
の拡散補給形電子紳源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158122A JPS5949065A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 拡散補給形電子線源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158122A JPS5949065A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 拡散補給形電子線源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5949065A true JPS5949065A (ja) | 1984-03-21 |
Family
ID=15664774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57158122A Pending JPS5949065A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 拡散補給形電子線源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949065A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5763880A (en) * | 1995-03-14 | 1998-06-09 | Hitachi, Ltd. | Cathode, electron beam emission apparatus using the same, and method of manufacturing the cathode |
| WO2013047397A1 (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電界放出型電子源 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5659422A (en) * | 1979-10-19 | 1981-05-22 | Hitachi Ltd | Field emissive cathode |
-
1982
- 1982-09-13 JP JP57158122A patent/JPS5949065A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5659422A (en) * | 1979-10-19 | 1981-05-22 | Hitachi Ltd | Field emissive cathode |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5763880A (en) * | 1995-03-14 | 1998-06-09 | Hitachi, Ltd. | Cathode, electron beam emission apparatus using the same, and method of manufacturing the cathode |
| WO2013047397A1 (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電界放出型電子源 |
| JP2013084550A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-05-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 電界放出型電子源 |
| KR20140049006A (ko) | 2011-09-26 | 2014-04-24 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 전계 방출형 전자원 |
| US8866371B2 (en) | 2011-09-26 | 2014-10-21 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electric field discharge-type electron source |
| DE112012003268B4 (de) | 2011-09-26 | 2023-03-23 | Hitachi High-Tech Corporation | Elektronenquelle vom elektrischen Feldentladungstyp |
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