JPS6079636A - 熱電界放射陰極とその応用装置 - Google Patents
熱電界放射陰極とその応用装置Info
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- JPS6079636A JPS6079636A JP58186728A JP18672883A JPS6079636A JP S6079636 A JPS6079636 A JP S6079636A JP 58186728 A JP58186728 A JP 58186728A JP 18672883 A JP18672883 A JP 18672883A JP S6079636 A JPS6079636 A JP S6079636A
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- 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
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/063—Electron sources
- H01J2237/06308—Thermionic sources
- H01J2237/06316—Schottky emission
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
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、電界放射陰極に係り、特に高輝度で高安定な
複数個の電子線源を同時に得るのに好適な熱電界放射陰
極（’ｌ’ｈｅｒｍａｌ ｐｉｅｌｄ Ｅｎ１ｉｓｓｉ
ｏｎＣａｔｈ□ｄｅ 以下ＴＦＥカソードと言う）に関
する。
複数個の電子線源を同時に得るのに好適な熱電界放射陰
極（’ｌ’ｈｅｒｍａｌ ｐｉｅｌｄ Ｅｎ１ｉｓｓｉ
ｏｎＣａｔｈ□ｄｅ 以下ＴＦＥカソードと言う）に関
する。
電子線源としては、高温に熱せられた金属等の表面から
放出される熱電子を利用する熱隘極と、先端の曲率半径
が杓子オングストロームの針状チップに強電界を印加し
て、トンネル効果によシ陰極表面から放出される電子を
利用する電界放射陰極に大別できる。熱陰極としては、
低温動作で高電流密度動作可能なバリウム・ストロチウ
ム酸化物陰極やバリウム・ディスペンサ陰極が電子管用
電子線源として知られている。また、近年、高輝度電子
線源として六硼化ランタンが実用化されてきたが、これ
ら熱陰極の輝度は鳥々１０ フｈ／ｃ４ Ｓ ｒ程度で
ある。一方、電界放射は大別して、チップ温度が室温近
傍である冷電界放射（Ｃｏ ｌｄ ｐｉｅｌｄＥｍｉｓ
ｓｉｏｎ、以下ＣＦＥと言う）とＴＦＥがある。
放出される熱電子を利用する熱隘極と、先端の曲率半径
が杓子オングストロームの針状チップに強電界を印加し
て、トンネル効果によシ陰極表面から放出される電子を
利用する電界放射陰極に大別できる。熱陰極としては、
低温動作で高電流密度動作可能なバリウム・ストロチウ
ム酸化物陰極やバリウム・ディスペンサ陰極が電子管用
電子線源として知られている。また、近年、高輝度電子
線源として六硼化ランタンが実用化されてきたが、これ
ら熱陰極の輝度は鳥々１０ フｈ／ｃ４ Ｓ ｒ程度で
ある。一方、電界放射は大別して、チップ温度が室温近
傍である冷電界放射（Ｃｏ ｌｄ ｐｉｅｌｄＥｍｉｓ
ｓｉｏｎ、以下ＣＦＥと言う）とＴＦＥがある。
ＣＦＥを安定に動作させるには、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１０−Ｉ０’
Ｌ’ｏｒｒ以下の超高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１０μ八以下で心る。
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１０−Ｉ０’
Ｌ’ｏｒｒ以下の超高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１０μ八以下で心る。
また輝度は約１０ ’Ａ／ｃ＋ＭＳ ｒである。一方、
ＴＦＥは、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、強電界を印加してエミッショ
ンを引出す方法でちる。特に、Ｗｏｌｆｅ ら（Ｕ Ｓ
Ｐａｔｅｎｔ ３，８１４，９７５）により提案され
た手法によれば、１０−７Ｔｏｒｒ程度の真空中でも高
輝度で安定なエミッション電流を得ることができる。す
なわち、１０−７Ｔ□ｒｒ程度の０２ガス雰囲気下で１
７５０〜１８５０１ぐにエミッタを加熱し、かつ先端に
ジルコニウム（Ｚｒ）を吸着せしめると、エミッタ先端
ではＺｒ０−Ｗなる吸着状態が形成され、ｗ ＜ ｔ
ｏ ｏ ）面の仕事１夕Ｊ数は２．６〜２．８ ｅ Ｖ
まで低下する。その結果、エミッタ先端からのエミッシ
ョン電流はＷ（１００）面から選択的に大電流が得られ
る、いわゆるエミッション電流の角度分布制限が可能と
なる。同様の効果は、チタン（Ｔｉｍ、ハフニウム（Ｈ
ｆ）。
ＴＦＥは、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、強電界を印加してエミッショ
ンを引出す方法でちる。特に、Ｗｏｌｆｅ ら（Ｕ Ｓ
Ｐａｔｅｎｔ ３，８１４，９７５）により提案され
た手法によれば、１０−７Ｔｏｒｒ程度の真空中でも高
輝度で安定なエミッション電流を得ることができる。す
なわち、１０−７Ｔ□ｒｒ程度の０２ガス雰囲気下で１
７５０〜１８５０１ぐにエミッタを加熱し、かつ先端に
ジルコニウム（Ｚｒ）を吸着せしめると、エミッタ先端
ではＺｒ０−Ｗなる吸着状態が形成され、ｗ ＜ ｔ
ｏ ｏ ）面の仕事１夕Ｊ数は２．６〜２．８ ｅ Ｖ
まで低下する。その結果、エミッタ先端からのエミッシ
ョン電流はＷ（１００）面から選択的に大電流が得られ
る、いわゆるエミッション電流の角度分布制限が可能と
なる。同様の効果は、チタン（Ｔｉｍ、ハフニウム（Ｈ
ｆ）。
ニオブ（Ｎｂ）、）リウム（Ｔｌｌ）、マグネシウム（
Ｍｇ ） 、セリウム（Ｃｅ）でも得られる。特に、エ
ミッタへの吸着体としてＴｉを用いた場合、エミッタ温
度を１０００〜１２００ｔ：’に低温化でき、酸素分圧
も〜１０−９Ｔｏｒｒで済む上に、傅度も１０ ’ 〜
１０１０Ａ／ ｃｒｒｌ Ｓ ｒの高い性能を得ること
ができる。
Ｍｇ ） 、セリウム（Ｃｅ）でも得られる。特に、エ
ミッタへの吸着体としてＴｉを用いた場合、エミッタ温
度を１０００〜１２００ｔ：’に低温化でき、酸素分圧
も〜１０−９Ｔｏｒｒで済む上に、傅度も１０ ’ 〜
１０１０Ａ／ ｃｒｒｌ Ｓ ｒの高い性能を得ること
ができる。
さて、電界放射陰極は、高輝度で放射電子のエネルギー
幅の広がシも小さく、高分解能の電子顕微鏡、走査電子
顕微鏡（ＳＥＭ）、オージェ電子分析装置（ＡＥＳ）、
Ｘ−マイクロアナライザ（ＸＭＡ）等の電子線源として
用いられている。
幅の広がシも小さく、高分解能の電子顕微鏡、走査電子
顕微鏡（ＳＥＭ）、オージェ電子分析装置（ＡＥＳ）、
Ｘ−マイクロアナライザ（ＸＭＡ）等の電子線源として
用いられている。
特に、ＡＥＳやＸＭＡ等の分析装置においては、高分解
能の像観察と分析の他に、分析感度を向上し、かつ分析
信号のＳ／Ｎ（信号対イイズ比）を向上するために電子
ビーム電流を増加して用いる要求がある。電子ビーム電
流を増加するには、電界放射電圧を増加したシ、電子光
学系の絞シ径を大きくする、すなわちビームスポットに
入射角を大きくするために、電子光学的な収差によシ第
１図に示したように、ビーム電流の増加と共にスボ′ッ
ト径が増大し、分解能が低下する。従って、例えば従来
のＡＥＳやＸＭＡ等では、分析試料表面の像観察におい
ては電子ビーム電流を低下して行い、また分析に際して
は分解能を犠牲にして電子ビーム電流を増加して行って
おシ、像観察と分析のたびに電子光学系の調整を必要と
していた。
能の像観察と分析の他に、分析感度を向上し、かつ分析
信号のＳ／Ｎ（信号対イイズ比）を向上するために電子
ビーム電流を増加して用いる要求がある。電子ビーム電
流を増加するには、電界放射電圧を増加したシ、電子光
学系の絞シ径を大きくする、すなわちビームスポットに
入射角を大きくするために、電子光学的な収差によシ第
１図に示したように、ビーム電流の増加と共にスボ′ッ
ト径が増大し、分解能が低下する。従って、例えば従来
のＡＥＳやＸＭＡ等では、分析試料表面の像観察におい
ては電子ビーム電流を低下して行い、また分析に際して
は分解能を犠牲にして電子ビーム電流を増加して行って
おシ、像観察と分析のたびに電子光学系の調整を必要と
していた。
また、従来電子管等において、同時に複数個、例えば３
個の電子線源を必要とする場合、第２図に示すように、
各々分離された３個のカン、−ドｌを配置して用いてい
る。今、電子管においてカラー表示する場合について説
明する。電子線源としては、赤（几）、緑ＣＧ）、ｉ％
’（Ｅ）色に各々対応する３個の個別のカソード１を用
いる。カソードｌから発生した電子は制御電極２の孔を
通過し、この電子ビーム３は、収束レンズ４によって収
束サレスクリーン５の上に投影される。スクリーン上に
は、各々几、Ｇ、Ｂに発光する蛍光体が塗布されている
。■、Ｇ、８３個の電子ビーム３の強度はカソードエの
電位を制御することによって変えられ、これに対応して
スクリーン５上の蛍光体の発光量が変化して様々な色を
発する。また、電子ビーム３は偏向コイル６にょシ、任
意の場所に移動できる。
個の電子線源を必要とする場合、第２図に示すように、
各々分離された３個のカン、−ドｌを配置して用いてい
る。今、電子管においてカラー表示する場合について説
明する。電子線源としては、赤（几）、緑ＣＧ）、ｉ％
’（Ｅ）色に各々対応する３個の個別のカソード１を用
いる。カソードｌから発生した電子は制御電極２の孔を
通過し、この電子ビーム３は、収束レンズ４によって収
束サレスクリーン５の上に投影される。スクリーン上に
は、各々几、Ｇ、Ｂに発光する蛍光体が塗布されている
。■、Ｇ、８３個の電子ビーム３の強度はカソードエの
電位を制御することによって変えられ、これに対応して
スクリーン５上の蛍光体の発光量が変化して様々な色を
発する。また、電子ビーム３は偏向コイル６にょシ、任
意の場所に移動できる。
さて、近年電子管等の高精細化に伴ない、低消費電力で
かつ従来の電子線源（主として酸化物陰極）に比べて５
倍以上も商い高輝度電子線源がめられている。しかし、
これら要求を満たす実用的な電子線源がこれまでなかっ
た。
かつ従来の電子線源（主として酸化物陰極）に比べて５
倍以上も商い高輝度電子線源がめられている。しかし、
これら要求を満たす実用的な電子線源がこれまでなかっ
た。
本発明の目的は、単一の電界放射チップから、同時に複
数個の高輝度で高安定な電界放射ビームを得ることので
きる熱電界放射陰極及びこの陰極を用いた電子線装置を
提供することにある。
数個の高輝度で高安定な電界放射ビームを得ることので
きる熱電界放射陰極及びこの陰極を用いた電子線装置を
提供することにある。
本発明の電界放射陰極は、先端が鋭く尖った大剣と、大
剣を加熱する発熱体と、大針に吸着させる吸着体及びこ
れを貯える補給源から構成され、大針の先端において、
吸着体と酸素の単原子吸着層を形成して、例えばＷ （
１００）面の仕事関数を下げて、放射角制限をした電子
放射を行うため少鎗の酸素を必要とする。従来、電子顕
微鏡などの理化学機器においては、単一の光源があれば
充分であるから、尖釧として例えば軸方位（１００）（
７）直ｆｆ１０．１〜０．１５ ｎｔｒｎの単結晶タン
グステン（Ｗ）を用いる。また、発熱体は、電気抵抗が
大きく、高温強度が高く、かつ補給源との反応性が低い
ことが望ましい。主として、タングステン（Ｗ）。
剣を加熱する発熱体と、大針に吸着させる吸着体及びこ
れを貯える補給源から構成され、大針の先端において、
吸着体と酸素の単原子吸着層を形成して、例えばＷ （
１００）面の仕事関数を下げて、放射角制限をした電子
放射を行うため少鎗の酸素を必要とする。従来、電子顕
微鏡などの理化学機器においては、単一の光源があれば
充分であるから、尖釧として例えば軸方位（１００）（
７）直ｆｆ１０．１〜０．１５ ｎｔｒｎの単結晶タン
グステン（Ｗ）を用いる。また、発熱体は、電気抵抗が
大きく、高温強度が高く、かつ補給源との反応性が低い
ことが望ましい。主として、タングステン（Ｗ）。
モリブデン（Ｍｏｌ、レニウム（ｌＬｅ）、 タンタル
（Ｔａ）及びこれらの合金を用いる。補給源としては、
Ｚｒ＋ Ｔｉ、Ｉ４ｆ、Ｎｂ、Ｔｈ＋ Ｍｇ及びこれら
の酸化物を用いる。前記したように、従来の理化学機器
用の電子線源としては、単一の電子線源で良いため軸方
位＜１００＞のＷ単結晶の大針で要求を満していた。
（Ｔａ）及びこれらの合金を用いる。補給源としては、
Ｚｒ＋ Ｔｉ、Ｉ４ｆ、Ｎｂ、Ｔｈ＋ Ｍｇ及びこれら
の酸化物を用いる。前記したように、従来の理化学機器
用の電子線源としては、単一の電子線源で良いため軸方
位＜１００＞のＷ単結晶の大針で要求を満していた。
一方、本発明では同時に複数個、例えば３個の電子線源
を提供し、高電流密度を得るのに容易な電子線装置を提
供することを目的としている。さて、第３図のタングス
テンの格子模型を参照すれば、軸方位Ｗ（１１１）の結
晶を大針として用いれば、各々近接して３つの（１００
）而が三角状に配置される。今、軸方位Ｗ＜１１１＞の
大針１２を用いて、電界放射を行わしめると、第４図の
ごとく、大針１２の各々の結晶面に対応した電界放射像
ｌＯが陽極１４上に投影される。次に、例えば大針１２
を約１ｉｏｏｔ：’に加熱して、Ｉｌｌ ｉ補給源１３
よシ大針１２の先端に補給し、大針１２の先端部におい
てＩｆ ｉと酸素の単原子吸着層を形成させると、Ｗ（
１００）、（０１０）、（００１）面の仕事関数が約２
．６６−Ｖ（Ｗの仕事関数は約４、５６ Ｖ ）に低下
し、ｗ（ｉｏｏ）、（ｏｉｏ）。
を提供し、高電流密度を得るのに容易な電子線装置を提
供することを目的としている。さて、第３図のタングス
テンの格子模型を参照すれば、軸方位Ｗ（１１１）の結
晶を大針として用いれば、各々近接して３つの（１００
）而が三角状に配置される。今、軸方位Ｗ＜１１１＞の
大針１２を用いて、電界放射を行わしめると、第４図の
ごとく、大針１２の各々の結晶面に対応した電界放射像
ｌＯが陽極１４上に投影される。次に、例えば大針１２
を約１ｉｏｏｔ：’に加熱して、Ｉｌｌ ｉ補給源１３
よシ大針１２の先端に補給し、大針１２の先端部におい
てＩｆ ｉと酸素の単原子吸着層を形成させると、Ｗ（
１００）、（０１０）、（００１）面の仕事関数が約２
．６６−Ｖ（Ｗの仕事関数は約４、５６ Ｖ ）に低下
し、ｗ（ｉｏｏ）、（ｏｉｏ）。
（００１）面から選択的に大きなエミッション電流が流
れ、３個の高輝度の電子線源を得ることができる。
れ、３個の高輝度の電子線源を得ることができる。
また、大針として軸方位Ｗ＜ｔｔｏ＞のチップを用いれ
ば、同様に２個の高輝度の電子線源を得ることができる
。
ば、同様に２個の高輝度の電子線源を得ることができる
。
以下、実施例によシ本発明の詳細な説明する。
実施例１
本発明の多元の熱電界放射陰極を用いた電子線装置の一
実施例を第５図によシ説明する。まず、７字形に形成さ
れた直径０．１〜０．１５ｍｍのタングステン（Ｗ）製
発熱体１１の先端に直径０．１〜０．１５１１Ｏ＋＋の
例えば軸方位（１１０）のタングステ１２を作製する。
実施例を第５図によシ説明する。まず、７字形に形成さ
れた直径０．１〜０．１５ｍｍのタングステン（Ｗ）製
発熱体１１の先端に直径０．１〜０．１５１１Ｏ＋＋の
例えば軸方位（１１０）のタングステ１２を作製する。
次に発熱体１１のＶ字形の先端部にチタン（Ｔｉ）を付
着させ、真空中で発熱体１１を通電加熱してＩｌｌ、ｉ
補給源１３を形成し、大針１２と発熱体重１及び補給源
１３よ構成る熱電界放射陰極を作製する。この熱電界放
射陰極を１０”９〜１０−”ｌ”ｏｒｒの真空中で発熱
体ｉｉを通電加熱し、補給源１３と大針１２を１０００
〜１５００Ｃに加熱すると、熱拡散により大針１２の先
端まで補給源１３からＴｉが供給される。大針１２の先
端では雰囲気中の酸素を取り込み、Ｔｌと酸素の吸着層
が形成される。この状態で対向する陽極１４に高電圧を
印加すると、軸方位＜１１０＞のタングステン大針１２
の（１００）結晶面の仕事関数が低下して、く１００〉
方位に放射角度制限された、高輝度の２つの電界放射電
子ビーム１５ａ、１５ｂを得ることができる。これら２
つの電子ビームｉｓａ、ｉｓｂは各々の収束レンズ１６
ａ、１６ｂにより収束され、スリット１７を通過して試
料面１８上の一点に投影される。電子ビーム１５ａ、１
５ｂは偏向コイル１９を用いて試料１８の表面を走査で
きる。また、電子ビーム１５ｂの通路には偏向板２０を
設けて、必要に応じて偏向電圧を０Ｎ−ＯＦＦして、電
子ビーム１５ｂの試料２０上への照射を０Ｎ−ＯＦＦす
ることができる。本構成の電子線装置をＡＥＳへ応用し
た例によシその動作を説明する。ＡＥＳに応用する場合
、試料表面の２次電子像観察のために２次電子検出器２
１とオージェ電子を検出し、工設ける。まず、高分解能
のＳＥＭ像観察とＡＥＳ像観察においては、偏向板２０
を作用させて電子ビーム１５ｂを遮断して、細く収束さ
れた電子ビーム１５ａのみを作用させて行う。また、Ａ
ＥＳ分析においては、試料１８に照射される電子ビーム
電流を増加することにより、検出されたオージェ電子信
号のＳ／Ｎも向上することが知られておシ、Ｓ／Ｈの良
い高感度のＡＥＳ分析に際しては、偏向板２０の作用を
停止し、電子ビーム１５ｂを電子ビーム１５Ｈのスポッ
トと同じ位置に照射することによって、試料１８上の電
子ビーム電流を容易に増加させることができる。また、
電子ビーム１５ｂの電流量は、スリット１７の直径を任
意に選ぶことによって増減できる。すなわち、本構成の
電子線装置によれば、２つの電子ビームを効果的に利用
することによシ、高解像肛の像観察と分析、及び良好な
Ｓ／Ｎで高感度の分析を容易に行うことができる。
着させ、真空中で発熱体１１を通電加熱してＩｌｌ、ｉ
補給源１３を形成し、大針１２と発熱体重１及び補給源
１３よ構成る熱電界放射陰極を作製する。この熱電界放
射陰極を１０”９〜１０−”ｌ”ｏｒｒの真空中で発熱
体ｉｉを通電加熱し、補給源１３と大針１２を１０００
〜１５００Ｃに加熱すると、熱拡散により大針１２の先
端まで補給源１３からＴｉが供給される。大針１２の先
端では雰囲気中の酸素を取り込み、Ｔｌと酸素の吸着層
が形成される。この状態で対向する陽極１４に高電圧を
印加すると、軸方位＜１１０＞のタングステン大針１２
の（１００）結晶面の仕事関数が低下して、く１００〉
方位に放射角度制限された、高輝度の２つの電界放射電
子ビーム１５ａ、１５ｂを得ることができる。これら２
つの電子ビームｉｓａ、ｉｓｂは各々の収束レンズ１６
ａ、１６ｂにより収束され、スリット１７を通過して試
料面１８上の一点に投影される。電子ビーム１５ａ、１
５ｂは偏向コイル１９を用いて試料１８の表面を走査で
きる。また、電子ビーム１５ｂの通路には偏向板２０を
設けて、必要に応じて偏向電圧を０Ｎ−ＯＦＦして、電
子ビーム１５ｂの試料２０上への照射を０Ｎ−ＯＦＦす
ることができる。本構成の電子線装置をＡＥＳへ応用し
た例によシその動作を説明する。ＡＥＳに応用する場合
、試料表面の２次電子像観察のために２次電子検出器２
１とオージェ電子を検出し、工設ける。まず、高分解能
のＳＥＭ像観察とＡＥＳ像観察においては、偏向板２０
を作用させて電子ビーム１５ｂを遮断して、細く収束さ
れた電子ビーム１５ａのみを作用させて行う。また、Ａ
ＥＳ分析においては、試料１８に照射される電子ビーム
電流を増加することにより、検出されたオージェ電子信
号のＳ／Ｎも向上することが知られておシ、Ｓ／Ｈの良
い高感度のＡＥＳ分析に際しては、偏向板２０の作用を
停止し、電子ビーム１５ｂを電子ビーム１５Ｈのスポッ
トと同じ位置に照射することによって、試料１８上の電
子ビーム電流を容易に増加させることができる。また、
電子ビーム１５ｂの電流量は、スリット１７の直径を任
意に選ぶことによって増減できる。すなわち、本構成の
電子線装置によれば、２つの電子ビームを効果的に利用
することによシ、高解像肛の像観察と分析、及び良好な
Ｓ／Ｎで高感度の分析を容易に行うことができる。
本構成の熱電界放射陰極の大針１２としては、軸方位＜
４ ｉ ｏ＞のタングステンの他に軸方位＜１１１＞の
タングステンを用いても良い。また、本発明の熱電界放
射陰極を用いた電子線装置としては、ＡＥＳの他にＸＭ
Ａ及び類似した分析装置に応用しても良い。
４ ｉ ｏ＞のタングステンの他に軸方位＜１１１＞の
タングステンを用いても良い。また、本発明の熱電界放
射陰極を用いた電子線装置としては、ＡＥＳの他にＸＭ
Ａ及び類似した分析装置に応用しても良い。
実施例２
本発明の熱電界放射陰極を電子管に応用した例を第６図
によシ説明する。大針１２としては、軸方位（１１１）
のタングステン線を用い、前記実施例１と同様な方法に
より、大針１２の先端に１゛ｉと酸素の単原子吸着層を
形成し、大針１２と陽極３１の間に高電圧を印加すると
、尖＊ｔ ｉ ２の（１００）結晶面の仕事関数が低下
して＜１００＞方位に放射角制限された３つの電界放射
電子ビーム３２を得ることができる。今、大針１２に対
向する陽極として、上記３つの電子ビーム３２の放射位
置に対応する場所に孔をもった陽極３１を用いれば、カ
ラー表示電子管等において、各々赤。
によシ説明する。大針１２としては、軸方位（１１１）
のタングステン線を用い、前記実施例１と同様な方法に
より、大針１２の先端に１゛ｉと酸素の単原子吸着層を
形成し、大針１２と陽極３１の間に高電圧を印加すると
、尖＊ｔ ｉ ２の（１００）結晶面の仕事関数が低下
して＜１００＞方位に放射角制限された３つの電界放射
電子ビーム３２を得ることができる。今、大針１２に対
向する陽極として、上記３つの電子ビーム３２の放射位
置に対応する場所に孔をもった陽極３１を用いれば、カ
ラー表示電子管等において、各々赤。
緑、宵の３つの電子ビーム３２に対応させることができ
る。さらに、陽極３１の後方に、収束レンズ４．偏向コ
イル６、及び赤、緑、宵に発光する蛍光体を塗布したス
クリーン５を配置することによシ、スクリーン５の任意
の場所に、高輝度の色スポットを投影することができた
。
る。さらに、陽極３１の後方に、収束レンズ４．偏向コ
イル６、及び赤、緑、宵に発光する蛍光体を塗布したス
クリーン５を配置することによシ、スクリーン５の任意
の場所に、高輝度の色スポットを投影することができた
。
以上、本発明によれば、低真空動作の可能な電界放射陰
極を用いて、単一の大針から同時に複数個の高輝度電子
ビームを得ることができ、また、複数個の電子ビームを
同時に一点に集束して動作することによシ、単一電子ビ
ームの場合に比べて２倍以上の高電流密度を達成できる
。
極を用いて、単一の大針から同時に複数個の高輝度電子
ビームを得ることができ、また、複数個の電子ビームを
同時に一点に集束して動作することによシ、単一電子ビ
ームの場合に比べて２倍以上の高電流密度を達成できる
。
第１図は、電子ビーム電流とスポット径の関係の説明図
、第２図は、従来のカラー表示電子管の説明図、第３図
は、タングステンの格子模型図、第４図は、本発明の熱
電界放射陰極からの放射電子像を示す説明図、第５図は
、本発明の実施例１の説明図、第６図は、本発明の実施
例２の説明図である。 １・・・カソード、２・・・制御電極、３，１５ａ、１
５ｂ。 ３２・・・電子ビーム、４，１６ａ、１６ｂ・・、収束
レンズ、５・・・スクリーン、６．１９・・・偏向コイ
ル、１０・・・電界放射像、１１・・・発熱体、１２・
・・大針、１３・・・補給源、１４．３１・・・陽極、
４１７・・・スリット、１８・・・試料、２０・・・偏
向板、２１・・・２次電子茅１巳 茅２図 竿３図
、第２図は、従来のカラー表示電子管の説明図、第３図
は、タングステンの格子模型図、第４図は、本発明の熱
電界放射陰極からの放射電子像を示す説明図、第５図は
、本発明の実施例１の説明図、第６図は、本発明の実施
例２の説明図である。 １・・・カソード、２・・・制御電極、３，１５ａ、１
５ｂ。 ３２・・・電子ビーム、４，１６ａ、１６ｂ・・、収束
レンズ、５・・・スクリーン、６．１９・・・偏向コイ
ル、１０・・・電界放射像、１１・・・発熱体、１２・
・・大針、１３・・・補給源、１４．３１・・・陽極、
４１７・・・スリット、１８・・・試料、２０・・・偏
向板、２１・・・２次電子茅１巳 茅２図 竿３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、先端が針状のタングステンから成る大針と、該大針
を加熱する発熱体と、チタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、ニオ７”ｌ ）リウム、マグネシウムの少なくとも
一つからなる吸着体とから構成され、該大針の先端に前
記吸着体と酸素を吸着せしめて用いる電界放射陰極にお
いて、該単−の大針からｗ（ｉｏｏ）面を放射角縮小せ
しめた複数個の電界放射ビームを取シ出すことを特徴と
する熱電界放射陰極。 ２、特許請求の範囲第１項記載の熱電界放射陰極におい
て、大剣が軸方位（１１１：）のＷチップである熱電界
放射陰極。 ３、特許請求の範囲第１項記載の熱電界放射陰極におい
て、大針が軸方位（１１０）のＷチップである熱電界放
射陰極。 ４、先端が針状のタングステンから成る大針と、該大針
を加熱する発熱体と、チタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、ニオブ、トリウム、マグネシウムの少なくとも一つ
からなる吸着体とから構成され、該大針の先端に前記吸
着体と酸素を吸着せしめ、大針からＷ（１００）面を放
射角縮小せしめた複数個の電界放射ビームを取シ出す電
界放射陰極と、該電界放射陰極から放出される複数の電
子ビームをそれぞれ所定の位置に
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18672883A JPH0782803B2 (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 熱電界放射陰極とその応用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18672883A JPH0782803B2 (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 熱電界放射陰極とその応用装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6079636A true JPS6079636A (ja) | 1985-05-07 |
| JPH0782803B2 JPH0782803B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=16193593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18672883A Expired - Lifetime JPH0782803B2 (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 熱電界放射陰極とその応用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782803B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0696043A1 (en) * | 1994-08-03 | 1996-02-07 | Hitachi, Ltd. | Schottky emission cathode and a method of stabilizing the same |
| JP2003086127A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Toshiba Corp | 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法 |
| JP2005222945A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 電子源の製造方法と使用方法 |
| JP2008239376A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Shimadzu Corp | 単結晶タングステンチップ及びその応用機器並びに尖端をもつ単結晶チップの製造方法 |
| JP2010118361A (ja) * | 2005-09-06 | 2010-05-27 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 放出パターンの放出領域を選択するための装置及び方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5659422A (en) * | 1979-10-19 | 1981-05-22 | Hitachi Ltd | Field emissive cathode |
| JPS5661733A (en) * | 1979-10-24 | 1981-05-27 | Hitachi Ltd | Field emission cathode and its manufacture |
| JPS5718564A (en) * | 1980-07-09 | 1982-01-30 | Hitachi Ltd | Controlling system for train operation of one track |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP18672883A patent/JPH0782803B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0696043A1 (en) * | 1994-08-03 | 1996-02-07 | Hitachi, Ltd. | Schottky emission cathode and a method of stabilizing the same |
| US5616926A (en) * | 1994-08-03 | 1997-04-01 | Hitachi, Ltd. | Schottky emission cathode and a method of stabilizing the same |
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| JP2008239376A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Shimadzu Corp | 単結晶タングステンチップ及びその応用機器並びに尖端をもつ単結晶チップの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0782803B2 (ja) | 1995-09-06 |
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