Preparare una sorgente di elettroni Celadonite e stimarne la luminosità

Summary

L'articolo presenta un protocollo per preparare una fonte di celadonite e stimarne la luminosità per l'uso in un microscopio di proiezione a basso consumo di energia a bassa lunghezza per l'imaging a bassa energia.

Abstract

La sorgente di celadonite elettronica descritta qui funziona bene in un microscopio di proiezione a fonte di punti elettronici a bassa energia nell'imaging a lungo raggio. Presenta importanti vantaggi rispetto alle punte metalliche taglienti. La sua robustezza offre una vita di mesi e può essere utilizzato sotto pressione relativamente alta. Il cristallo di celadonite è depositato all'apice di una fibra di carbonio, si è mantenuto in una struttura coassiale garantendo una forma sferica del fascio e un facile posizionamento meccanico per allineare la sorgente, l'oggetto e l'asse del sistema elettrone-ottico. C'è una singola deposizione di cristallo tramite generazione di goccioline d'acqua contenenti celadonite con una micropipetta. L'osservazione della microscopia elettronica a scansione può essere eseguita per verificare la deposizione. Tuttavia, questo aggiunge passaggi e quindi aumenta il rischio di danneggiare la fonte. Quindi, dopo la preparazione, la fonte viene solitamente inserita direttamente sotto vuoto nel microscopio di proiezione. Una prima alimentazione ad alta tensione fornisce il calcio d'inizio necessario per avviare l'emissione di elettroni. Viene quindi misurato il processo di emissione del campo: è già stato osservato per decine di sorgenti di elettroni preparate in questo modo. La luminosità è sottostimata attraverso una sovrastima delle dimensioni della sorgente, l'intensità di un'energia e l'angolo del cono misurati in un sistema di proiezione.

Introduction

Le strutture metalliche/isolanti utilizzate per l'emissione di elettroni sono state studiate per quasi 20 anni a causa del loro basso campo macroscopico¹. Il campo elettrico interessato è solo dell'ordine di alcuni V / m^2,3,4, in contrasto con il V/nm richiesto per l'emissione classica di campo con punte metalliche taglienti^5,6,7. Questo probabilmente spiega le scariche di plasma iniziali che sono così utili nelle tecnologie di sorgente elettronica. Alcuni ann....

Protocol

1. Preparazione della sorgente

NOTA: Nel nostro microscopio, il supporto sorgente è composto da una lastra di ceramica in vetro macinabile da cui emerge 1 cm da un tubo in acciaio inossidabile di 90 m di diametro interno con una connessione elettrica sulla piastra.

1. Preparazione della fibra
   1. Fissare il supporto sorgente al microscopio ottico.
   2. Inserire la fibra di carbonio da 10 m nel tubo in acciaio inossidabile. Incollare la fibra di carbonio al tubo con lacca d'argento.
   3. Tagliare la fibra con una pinzetta di taglio (sotto un microscopio binoculare) in modo che tra 100 e 3 mm vengano lasciati fuori dal ....

Results

Diverse micrografie elettroniche a scansione di fibre di carbonio preparate come dettagliate nel protocollo sono state ottenute in un SEM a 15 kV. Le fonti mostrano uno, a volte due, cristalli al loro apice (Figura 1). Tuttavia, l'uso del SEM comporta un altro supporto per la fibra di carbonio, che è difficile da montare e smontare senza rompersi. È più sicuro tentare l'emissione diretta di elettroni. Testato in un microscopio di proiezione (

Discussion

Questo protocollo non è critico perché la geometria della sorgente su una scala microscopica cambia da una sorgente all'altra. La difficoltà è che dal momento che una fibra di carbonio è fragile, il suo taglio può portare ad una lunghezza inappropriata. Una lunghezza adeguata è di circa 500 m; la forma microscopica del taglio non è cruciale. Il passo critico è quello di avere un numero molto piccolo di cristalli (idealmente uno) depositati sull'apice di un filo conduttivo. Adattare la concentrazione cristallina con il vo.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Filamento in fibra di carbonio	Goodfellow	C 005711
Filamento in fibra di carbonio	Mitsubishi Chemical	DIALEAD
Filamento in fibra di carbonio	Solvay	THORNEL P25
Filamento in fibra di carbonio	Zoltek	PX35 Traino
Celadonite			Verona Terra verde / pigmento
Piastra microcanale a doppio stadio e gruppo schermo fluorescente	Hamamatsu	F2225-21S
Regolatore di flusso	Elveflow	OB1
Macor			in vetroceramica lavorabile
	Sutter Instruments	P2000
Attuatori piezoelettrici	Mechonics	MS30
Strumento Sutter capillare al quarzo		B100-75-15
Lacca d'argento	DODUCO GmbH	AUROMAL 38
Processore ad ultrasuoni	Hielscher / sonotrodo MS3	UP50H