Une méthode de gravure électrochimique des pointes d’émission de champ est présentée. Les paramètres de gravure sont caractérisés et le fonctionnement des pointes en mode d’émission de champ est étudié.
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Article de méthode
Electrochemical Eau-forte et caractérisation des points de Sharp émission de champ pour ionisation par impact électronique
Dans cet article
Résumé
Résumé
Une nouvelle variante de la méthode de chute pour la fabrication de points d’émission de champ par gravure électrochimique de tiges de tungstène dans une solution de NaOH est décrite. Les résultats d’études dans lesquelles le courant de gravure et la molarité de la solution NaOH utilisée dans le processus de gravure ont été modifiés sont présentés. L’étude de la géométrie des pointes, en les imageant avec un microscope électronique à balayage, et en les faisant fonctionner en mode émission de champ est également décrite. Les pointes d’émission de champ produites sont destinées à être utilisées comme source de faisceau d’électrons pour la production d’ions par ionisation par impact électronique du gaz ou de la vapeur de fond dans les applications de spectrométrie de masse à piège de Penning.
Introduction
Des conseils ou des points de Sharp ont longtemps été utilisés dans des applications de microscopie, tels que le microscope ionique de champ (FIM) 1 et le microscope à effet tunnel (STM) 2, et une gamme de techniques pour produire des bouts pointus de divers matériaux ont été mis au point 3. Ces bouts pointus peuvent également être utilisés en tant que points d'émission de champ (de FEPs) en appliquant une tension élevée pour eux, et servent de source de faisceau d'électrons pratique. Une application de telles que la source est la production d'ions par ionisation par impact électronique (IIE). Le processeur frontal est par....
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Protocole
1. Electrochemical Gravure
- Montage expérimental
- Appareil
Remarque: La gravure électrochimique mise en place nécessite un standard 0 - 30 V courant continu (CC) de paillasse alimentation et appropriés câbles directs, une ampoule à décanter, un grand bécher de verre de base, et la tige standard et l'utilité de serrage avec des poignées isolantes électriquement. Petites vis, écarteurs isolés, et des pinces crocodiles seront également nécessaires. D' autres articles, décrits ci - dessous et montré dans l'image de l'appareil de gravure à la figure 1, doivent être fabriqués.- <....
- Appareil
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Résultats
Etude des paramètres de gravure
Au cours du processus de gravure de l'alimentation fonctionne en mode de courant constant. La tension nécessaire pour maintenir cette constante courant augmente légèrement la tige de tungstène est décapée (en raison de l'augmentation de la résistance de la tige). Le courant chute presque à zéro lorsque la pointe décape tout le chemin à travers. Un petit courant continue .......
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Discussion
Nous avons décrit les procédures simples pour graver électrochimiquement pointes champ d'émission (FEPs) dans une solution de NaOH, et de tester les FEPs en les faisant fonctionner en mode d'émission de champ. La procédure de gravure décrite est une variante de la technique-existantes technique de restitution et de la lamelle 7,8 flottante technique de couche 9,10. Cependant, nous avons trouvé qu'il est plus pratique et fiable pour mettre en œuvre que les méthodes mentionnées ci-dessus........
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Remerciements
Nous remercions Stanley Flegler, Carol Flegler et Abigail Tirrell du Centre de microscopie avancée de la MSU. Nous remercions Ray Clark et Mark Wilson pour l’assistance technique nécessaire à la mise en place de l’appareil de gravure électrochimique. Les contributions antérieures d’Anne Benjamin, Georg Bollen, Rafael Ferrer, David Lincoln, Stefan Schwarz et Adrian Valverde, ainsi que l’assistance technique de John Yurkon sont également reconnues. Ce travail a été partiellement soutenu par le contrat n° de la National Science Foundation. PHY-1102511 et PHY-1307233, Université d’État du Michigan et l’installation pour faisceaux d’isotopes rares, et Université centrale d....
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Tige de tungstène 0.020 » x 12" | ESPI Metals | http://www.espimetals.com/index.php/online-catalog/467-Tungsten ; | 3N8 Pureté |
| 50 % en poids Solution de NaOH | Sigma-Aldrich | 415413-500ML | 500 ml |
| Entonnoir séparateur | Cole-Parmer | Item# ; WU-34506-03 | 250 ml |
| Alimentation CC | BK Precision | 1672 | Triple Sortie 0 - 32 V, 0 - 3 A Alimentation CC |
| Acétone | Cole-Parmer | Article# ; WU-88000-68 | Carte |
| d’acquisition de données | National Instruments | NI PXI-6221 | 16 AI, 24 DIO, 2 AO |
| Relais | Magnecraft | 276 XAXH-5D | 7 A, 30 V CC Relais Reed |
| 6 voies 6 » conplat conplat croix | Kurt J Lesker | C6-0600 | |
| 6 » à 2-3/4 » conplat longueur réducteur de longueur nulle. (x3) | Kurt J Lesker | RF600X275 | |
| 2-3/4 » bride plate traversée SHV | Kurt J Lesker | IFTSG041033 | |
| 2-3/4 » traversée BNC traversée | Kurt J Lesker | IFTBG042033 | |
| 2-3/4 » bride plate traversée linéaire | MDC | 660006, REF# BLM-275-2 | |
| 6 » déflecteur de bride plate | Kurt J Lesker | F0600X000N | |
| Fenêtre à bride plate 6" | Kurt J Lesker | VPZL-600 | |
| HV Alimentation | Keithley Instruments | Keithley Modèle #2290-5 | 0 - 5 kV DC HV Alimentation |
| Picoampèremètre | Keithley Instruments | Keithley Modèle #6485 | |
| Faraday | Cup Beam Imaging Solutions | Modèle FC-1 Faraday Cup |
Références
- Muller, E. W., Bahadur, K. Field Ionization of Gases at a Metal Surface and the Resolution of the Field Ion Microscope. Phys. Rev. 102, 624(1956).
- Binnig, G., Rohrer, H. Scanning Tunneling Microscopy. Helv. Phys. Acta. 55, 726-735 (1982).
- Melmed, A. J.
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Réimpressions et autorisations
