Viene presentato un metodo per l'incisione elettrochimica delle punte di emissione del campo. Vengono caratterizzati i parametri di incisione e viene studiato il funzionamento delle punte in modalità di emissione sul campo.
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Articolo metodologico
Elettrochimica Acquaforte e caratterizzazione di punte acuminate campo di emissione per impatto elettronico di ionizzazione
In questo articolo
Sommario
Abstract
Viene descritta una nuova variante del metodo di drop-off per la fabbricazione di punti di emissione di campo incidendo elettrochimicamente barre di tungsteno in una soluzione di NaOH. Vengono presentati i risultati degli studi in cui la corrente di mordenzatura e la molarità della soluzione di NaOH utilizzata nel processo di mordenzatura sono state variate. Viene anche descritto lo studio della geometria delle punte, mediante imaging con un microscopio elettronico a scansione e il loro funzionamento in modalità di emissione di campo. Le punte di emissione sul campo prodotte sono destinate ad essere utilizzate come sorgente di fasci di elettroni per la produzione di ioni tramite ionizzazione a impatto elettronico di gas o vapore di fondo in applicazioni di spettrometria di massa a trappola di Penning.
Introduzione
Punte taglienti o punti sono da tempo utilizzati in applicazioni di microscopia, come il microscopio campo di ioni (FIM) 1 e il microscopio a effetto tunnel (STM) 2, e una serie di tecniche per produrre punte taglienti di vari materiali sono stati sviluppati 3. Questi suggerimenti taglienti possono anche essere utilizzati come punti di emissione di campo (FEP) applicando una tensione elevata a loro, e servono come fonte fascio elettronico conveniente. Un'applicazione di come sorgente è produzione di ioni tramite ionizzazione elettronica (EII). Il FEP è particolarmente vantaggioso in applicazioni dove fluttuazioni di temperatura pr....
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Protocollo
1. elettrochimica Acquaforte
- Setup sperimentale
- apparato
Nota: L'elettrochimica incisione set-up richiede uno standard di 0 - 30 V corrente continua (DC) di potenza da banco di alimentazione e gli appropriati cavi diretti, imbuto separatore, un ampio bicchiere di vetro di base e asta di serie e morsetto di servizio con impugnature isolanti elettricamente. saranno inoltre tenuti piccole viti, isolate di stand-off, e morsetti a coccodrillo. Ulteriori elementi, di seguito descritte e illustrate nella tabella dell'apparecchiatura di attacco di figura 1, deve essere fabbricate.- ....
- apparato
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Risultati
Studio dei parametri di incisione
Durante il processo di attacco l'alimentazione viene fatto funzionare in modalità a corrente costante. La tensione necessaria per mantenere questa costante corrente aumenta leggermente l'asta di tungsteno viene attaccato distanza (dovuto all'aumento della resistenza dell'asta). La corrente scende quasi a zero quando la punta incide fino in fondo. Una piccola co.......
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Discussione
Abbiamo descritto procedure semplici per incidere elettrochimicamente punti di emissione di campo taglienti (FEP) in una soluzione di NaOH, e per testare le FEP facendoli funzionare in modalità emissione di campo. La procedura descritta incisione è una variazione di tecniche-lamella drop-off tecnica 7,8 e flottante tecnica strato 9,10 esistenti. Tuttavia, abbiamo trovato che sia più conveniente e affidabile per attuare dei metodi di cui sopra.
Prima di avviare la proced.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Ringraziamo i servizi di Stanley Flegler, Carol Flegler e Abigail Tirrell presso il MSU Center for Advanced Microscopy. Ringraziamo Ray Clark e Mark Wilson per l'assistenza tecnica con la messa a punto dell'apparato di incisione elettrochimica. Sono riconosciuti anche i precedenti contributi di Anne Benjamin, Georg Bollen, Rafael Ferrer, David Lincoln, Stefan Schwarz e Adrian Valverde, e l'assistenza tecnica di John Yurkon. Questo lavoro è stato in parte sostenuto dal contratto n. PHY-1102511 e PHY-1307233, Michigan State University e la Facility for Rare Isotope Beams, e Central Michigan University.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Asta di tungsteno 0.020" x 12" | Metalli ESPI | http://www.espimetals.com/index.php/online-catalog/467-Tungsten | 3N8 Purezza |
| 50% in peso Soluzione NaOH | Sigma-Aldrich | 415413-500ML | 500 ml |
| Imbuto separatore | Cole-Parmer | Articolo# WU-34506-03 | da 250 ml |
| BK Precision | 1672 | Tripla uscita 0 - 32 V, 0 - 3 A Alimentatore CC | |
| Acetone | Cole-Parmer | Articolo# WU-88000-68 | da 500 ml |
| National Instruments | NI PXI-6221 | 16 AI, 24 DIO, 2 | |
| AO Relay | Magnecraft | 276 XAXH-5D | 7 A, 30 V DC Reed Relay |
| 6 vie 6" conflat flange cross | Kurt J Lesker | C6-0600 | |
| 6" a 2-3/4" conflat zero lunghezza riduttore flange (x3) | Kurt J Lesker | RF600X275 | |
| 2-3/4" flangia piatta SHV passante | Kurt J Lesker | IFTSG041033 | |
| 2-3/4" flangia piatta BNC passante | Kurt J Lesker | IFTBG042033 | |
| 2-3/4" flangia piatta passante lineare | MDC | 660006, REF# BLM-275-2 | |
| 6" flangia piatta blankoff | Kurt J Lesker | F0600X000N | |
| Finestra con flangia piatta da 6" | Kurt J Lesker | VPZL-600 | |
| HV Alimentatore | Keithley | Instruments Keithley Modello #2290-5 | 0 - 5 kV DC HV |
| Alimentatore Picoamperometro | Keithley Instruments | Keithley Modello #6485 | |
| Faraday Cup | Beam Imaging Solutions | Modello FC-1 Faraday Cup |
Riferimenti
- 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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Ristampe e permessi
