Preparar una fuente de electrones de celadonita y estimar su brillo

Resumen

El artículo presenta un protocolo para preparar una fuente de celadonita y estimar su brillo para su uso en un microscopio de proyección de punto de fuente de electrones de baja energía por imágenes de largo alcance.

Resumen

La fuente de celadonita de electrones descrita aquí funciona bien en un microscopio de proyección de punto de punta de electrones de baja energía en imágenes de largo alcance. Presenta grandes ventajas en comparación con las puntas metálicas afiladas. Su robustez permite una vida útil de meses y se puede utilizar bajo una presión relativamente alta. El cristal de celadonita se deposita en el ápice de una fibra de carbono, se mantiene en una estructura coaxial asegurando una forma de haz esférico y fácil posicionamiento mecánico para alinear la fuente, el objeto y el eje del sistema electrónico-óptico. Hay una sola deposición de cristal a través de la generación de gotas de agua que contienen celadonita con un micropipeta. Se puede escanear la observación de la microscopía electrónica para verificar la deposición. Sin embargo, esto añade pasos y, por lo tanto, aumenta el riesgo de dañar la fuente. Por lo tanto, después de la preparación, la fuente se inserta generalmente directamente bajo vacío en el microscopio de proyección. Una primera fuente de alta tensión proporciona el arranque necesario para iniciar la emisión de electrones. A continuación se mide el proceso de emisión de campo implicado: ya se ha observado para docenas de fuentes de electrones preparadas de esta manera. El brillo se subestima a través de una sobreestimación del tamaño de la fuente, la intensidad en un ángulo de energía y cono medido en un sistema de proyección.

Introducción

Las estructuras metálicas/aislantes utilizadas para la emisión de electrones se han estudiado durante casi 20 años debido a su bajo campo macroscópico¹. El campo eléctrico implicado es sólo del orden de algunos V / m^2,3,4, en contraste con el V / nm requerido para la emisión de campo clásico con puntas metálicas afiladas^5,6,7. Esto probablemente explica las descargas plasmáticas iniciales que son tan útiles en las tecnologías de fuente de electrones. Hace algu....

Protocolo

1. Preparación de la fuente

NOTA: En nuestro microscopio, el soporte de la fuente se compone de una placa de cerámica de vidrio mecanizable de la que emerge 1 cm de un tubo de acero inoxidable de 90 m de diámetro interno con una conexión eléctrica en la placa.

1. Preparación de la fibra
   1. Fije el soporte de la fuente bajo un microscopio óptico.
   2. Inserte la fibra de carbono de 10 m en el tubo de acero inoxidable. Pega la fibra de carbono al tubo con laca plateada.
   3. Cortar la fibra con pinzas de corte (bajo un microscopio binocular) de modo que entre 100 y 3 mm se dejen fuera del tubo de acero inoxidable.
      N....

Resultados

Varias micrografías electrónicas de barrido de fibras de carbono preparadas como se detalla en el protocolo se obtuvieron en un SEM a 15 kV. Las fuentes exhiben uno, a veces dos, cristales en su ápice(Figura 1). Sin embargo, el uso del SEM implica otro soporte para la fibra de carbono, que es difícil de montar y desmontar sin romperse. Es más seguro intentar la emisión directa de electrones. Probado en un microscopio de proyección(Figura .......

Discusión

Este protocolo no es crítico porque la geometría de la fuente a escala microscópica cambia de una fuente a otra. La dificultad es que dado que una fibra de carbono es quebradiza, su corte puede conducir a una longitud inapropiada. Una longitud adecuada es de unos 500 m; la forma microscópica del corte no es crucial. El paso crítico es tener un número muy pequeño de cristales (idealmente uno) depositados en el ápice de un cable conductor. Adaptar la concentración de cristal con el volumen depositado es el punto más import.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Filamento de fibra de carbono	Goodfellow	C 005711
Filamento de fibra de carbono	Mitsubishi Chemical	DIALEAD
Filamento de fibra de carbono	Solvay	THORNEL P25
Filamento de fibra de carbono	Zoltek	PX35 Remolque continuo
Celadonita Verona			Tierra verde / pigmento
Placa de microcanal de doble etapa y conjunto de pantalla fluorescente	Hamamatsu	F2225-21S
Controlador de caudal	Elveflow	OB1
de micropipetas de vitrocerámica	Macor
	Sutter Instruments	P2000
Actuadores piezoeléctricos	Mechonics	MS30
Instrumento Sutter capilar de cuarzo		B100-75-15
Laca de plata	DODUCO GmbH	AUROMAL 38
Procesador ultrasónico	Hielscher / sonotrodo MS3	UP50H

Extractor mecanizable