Method Article

Trawienie elektrochemiczne i charakterystyka punktów emisji ostrego pola dla jonizacji uderzeniowej elektronów

DOI:

10.3791/54030

⸱

July 12th, 2016

 ,  ,  , 
1Department of Physics, Central Michigan University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przedstawiono metodę elektrochemicznego wytrawiania końcówek emisji pola. Scharakteryzowano parametry trawienia oraz badano działanie końcówek w trybie emisji polowej.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisano nową odmianę metody drop-off do wytwarzania punktów emisji pola poprzez elektrochemiczne trawienie prętów wolframowych w roztworze NaOH. Przedstawiono wyniki badań, w których zróżnicowano prąd trawienia i molowość roztworu NaOH stosowanego w procesie trawienia. Opisano również badanie geometrii końcówek poprzez obrazowanie ich za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego oraz operowanie nimi w trybie emisji pola. Wytworzone końcówki emisji pola są przeznaczone do wykorzystania jako źródło wiązki elektronów do produkcji jonów poprzez jonizację uderzeniową elektronów gazu tła lub pary w zastosowaniach spektrometrii mas z pułapką Penninga.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ostre końcówki lub punkty są od dawna używane w zastosowaniach mikroskopowych, takich jak mikroskop jonowy pola (FIM)1 i skaningowy mikroskop tunelowy (STM)2, a także opracowano szereg technik wytwarzania ostrych końcówek z różnych materiałów3. Te ostre końcówki mogą być również eksploatowane jako punkty emisji pola (FEP) poprzez przyłożenie do nich wysokiego napięcia i służyć jako wygodne źródło wiązki elektronów. Jednym z zastosowań takiego źródła jest produkcja jonów poprzez jonizację uderzeniową elektronów (EII). FEP jest szczególnie korzystny w zastosowaniach, w których wahania temperatury wytwarzane przez emitery ciepła są niepożądane. Na przykład wytwarzanie jonów przez EII gazu tła lub pary w precyzyjnych pułapkach Penninga4,5.

Prostą metodą wytwarzania FEP jest elektrochemiczne wytrawianie prętów wolframowych w roztworze wodorotlenku sodu (NaOH). Technika ta jest stosunkowo prosta do wdrożenia przy użyciu skromnego sprzętu i wykazano, że jest dość powtarzalna i niezawodna. W literaturze opisano szereg metod, a ulepszenia tych technik są nadal udoskonalane6. Tutaj opisujemy metodę elektrochemicznego wytrawiania końcówek wolframu w roztworze NaOH. Nasza metoda jest odmianą techniki opadania lameli7,8 i techniki warstwy pływającej9,10. Podobnie jak te dwie metody, umożliwia wyprodukowanie dwóch końcówek z jednej procedury trawienia. Rysunek aparatury doświadczalnej do wytrawiania końcówek pokazano na rysunku 1.

figure-introduction-1
Rysunek 1. Aparatura do trawienia. Fotografia aparatury doświadczalnej używanej do elektrochemicznego trawienia prętów wolframowych roztworem NaOH. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Elektrochemiczne trawienie wolframu w wodnej bazie NaOH odbywa się w dwuetapowym procesie. Po pierwsze, powstają pośrednie tlenki wolframu, a po drugie, tlenki te są rozpuszczane nieelektrochemicznie, tworząc rozpuszczalny anion wolframu. Proces ten jest opisany w uproszczonej formie za pomocą dwóch reakcji

(1) W + 6OH- → WO3(S) + 3H2O + 6e-, oraz

(2) WO3(S) + 2OH- → WO42- + H2O.

Prąd trawienia i molowość roztworu NaOH wpływają na czas i napięcie wymagane do przetrawienia pręta wolframowego. Przedstawiono i omówiono badania nad tymi efektami. Co ważniejsze, parametry trawienia mają wpływ na geometrię końcówek, a tym samym na ich działanie w trybie emisji w terenie. Geometria produkowanych przez nas końcówek została scharakteryzowana poprzez zobrazowanie ich za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Obrazy te można wykorzystać do oszacowania, na przykład, promienia końcówki. Ponadto końcówki działały w trybie emisji polowej, przykładając do nich ujemne napięcie zwykle od kilkuset woltów do kilku kilowoltów i monitorując wynikowy prąd emisji elektronów. Zależność między polowym prądem emisyjnym, I, a przyłożonym napięciem polaryzacji, V, można opisać za pomocą równania Fowlera-Nordheima11

(3) I = AV2 e-Creff/V,

gdzie reff jest efektywnym promieniem końcówki, A jest stałą, a C jest drugą stałą Fowlera-Nordheima figure-introduction-2, w którym b = 6.83 eV-3/2V/nm, figure-introduction-3 jest funkcją roboczą wolframu (figure-introduction-4 ≈ 4,5 eV), k jest współczynnikiem zależnym od geometrii (k ≈ 5), a figure-introduction-5 jest terminem korekcji obrazu Nordheima (figure-introduction-6 ≈ 1)12. W związku z tym efektywny promień końcówki można określić, mierząc prąd elektronowy w funkcji napięcia polaryzacji. W szczególności można go uzyskać ze zbocza tak zwanej działki Fowlera-Nordheima (FN) ln(I/V2) vs 1/V.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Trawienie elektrochemiczne

  1. Konfiguracja eksperymentalna
    1. Aparatura
      Uwaga: Zestaw do wytrawiania elektrochemicznego wymaga standardowego zasilacza laboratoryjnego prądu stałego (DC) 0 - 30 V i odpowiednich, lejka separacyjnego, szklanej zlewki o szerokiej podstawie oraz standardowego pręta i zacisku uniwersalnego z uchwytami izolującymi elektrycznie. Wymagane będą również małe, izolowane wsporniki i zaciski krokodylkowe. Dodatkowe elementy, opisane poniżej i pokazane na zdjęciu aparatu do trawienia na rysunku 1, muszą zostać wyprodukowane.
      1. Wykonaj uchwyt na pręt wolframowy z aluminiowego pręta o długości około 100 mm i średnicy 6 mm. Wywierć w środku otwór o średnicy 0.5 mm i głębokości około 8 mm i wykonaj otwór na 4-40 z boku, aby utrzymać pręt na miejscu.
      2. Wykonaj przeciwelektrodę z miedzianej płytki o grubości około 100 mm x 30 mm x 3 mm z wyfrezowanym w niej zbiornikiem o głębokości około 75 mm x 20 mm x 1,5 mm i otworem o średnicy 1,5 mm w środku. Przymocuj izolowane wsporniki o długości około 15 mm z tyłu elektrody przeciwnej.
      3. Wykonaj łapacz FEP, wiercąc otwór o średnicy 6 mm i głębokości 8 mm w bloku miedzianym o wymiarach około 75 x 20 x 20 mm.
    2. Przygotowanie pręta wolframowego
      1. Użyj nożyc do drutu, aby pociąć pręty wolframowe o średnicy 0.5 mm na około 25 mm długości.
      2. Wyczyść pręty w acetonie w kąpieli ultradźwiękowej przez 15 minut.
      3. Opłucz pręty wodą dejonizowaną.
    3. Roztwór do trawienia
      Ostrzeżenie: Roztwór NaOH jest roztworem alkalicznym - etykieta NFPA 704: Palność (0), Zdrowie (3), Niestabilność / Reaktywność (0), Specjalny (COR) - i może powodować oparzenia chemiczne w kontakcie ze skórą lub oczami. Wdychanie oparów może powodować podrażnienia i oparzenia dróg oddechowych. Podczas obchodzenia się z roztworem NaOH należy nosić okulary przeciwbryzgowe i osłonę twarzy w celu ochrony oczu oraz rękawice i fartuch w celu ochrony skóry. Procedurę trawienia należy wykonać w dygestorium lub założyć respirator. Podczas wykonywania kroku 1.1.3.1 należy zachować ostrożność w celu wytworzenia rozcieńczonego roztworu NaOH. Proces ten jest wysoce egzotermiczny i może uwalniać ciepło, które może spowodować oparzenia lub zapłon materiałów łatwopalnych, a także może spowodować rozpryskiwanie się roztworu z pojemnika.
      1. Przygotować 1,5 M roztwór NaOH, łącząc 30 ml 50% wagowo roztworu NaOH z 370 ml wody dejonizowanej, aby uzyskać całkowitą objętość 400 ml.
      2. Napełnić rozdzielacz separatora roztworem NaOH.
    4. Obwód odcinający
      Uwaga: Jeśli zasilacz prądu stałego ma być obsługiwany ręcznie, operator wyłączy zasilanie, gdy pręt wolframowy zostanie całkowicie wytrawiony (patrz 1.2.2). W przypadku obsługi ręcznej przejdź do kroku 1.2. W celu automatycznego odcięcia zasilania prądem stałym należy skonstruować obwód odcinający (pokazany na rysunku 2 i opisany poniżej). W tym przypadku realizujemy sterowanie komputerowe za pomocą karty DAQ.
      1. Podłącz amperomierz szeregowo do zasilacza prądu stałego.
      2. Połącz szeregowo dwa rezystory R1 i R2 i umieść je równolegle z nogą trawiącą pręt wolframowy/elektrodę przeciwbieżną obwodu. (Wartości nominalne dla R1 i R2 wynoszą R1 = 5 kΩ i R2 = 10 kΩ.)
      3. Monitoruj napięcie na jednym z rezystorów za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC) i odpowiedniego oprogramowania sterującego komputerem, np. LabVIEW. Monitorowane napięcie, Vmon, może być powiązane z napięciem na obu rezystorach, a zatem napięcie na nodze trawiącej, trawionej V, przez
        (4) figure-protocol-1,
        gdzie napięcie jest monitorowane w odniesieniu do R1.
      4. Podłączyć szeregowo rezystor o niskiej rezystancji, RL = 1 Ω, w obwodzie trawienia. Użyj drugiego kanału w przetworniku ADC, aby zarejestrować napięcie na tym rezystorze. Prąd trawienia jest następnie znajdowany przez ietch ≈ VL/RL. (Tylko około 1 mA przepływa przez nogę monitora obwodu.)
      5. W oprogramowaniu utwórz program do wyprowadzania sygnału 5 V TTL z cyfrowego kanału wejścia/wyjścia (DI/O), gdy napięcie trawienia wzrośnie powyżej ustawionej wartości lub prąd trawienia spadnie poniżej ustawionej wartości, co oznacza, że pręt wolframowy został wytrawiony na wskroś. Wartości te zależą od zastosowanego prądu trawienia i molowości roztworu NaOH i powinny być określone za pomocą próbnego uruchomienia eksperymentu.
      6. Jak pokazano na rysunku 2, zaaranżuj tak, aby sygnał 5 V TTL otworzył przekaźnik w celu zatrzymania przepływu prądu.

figure-protocol-2
Rysunek 2. Schemat obwodu trawienia. Schematyczny rysunek obwodu trawienia używanego do zapewnienia stałego prądu trawienia prądu stałego. Prąd jest określany przez monitorowanie napięcia na rezystorze o niskiej rezystancji, a napięcie jest rejestrowane przez monitorowanie napięcia na rezystorze o wysokiej rezystancji za pomocą ADC. Program komputerowy monitoruje prąd i dostarcza sygnał wyjściowy 5 V do przekaźnika, który otwiera obwód trawienia, gdy prąd spadnie poniżej określonej wartości. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

  1. Procedura trawienia
    1. Przygotowanie aparatury
      1. Ustaw aparaturę tak, jak pokazano na rysunku 1, z miedzianym blokiem wychwytującym FEP umieszczonym wewnątrz szerokiej szklanej zlewki podstawowej i miedzianą katodą umieszczoną nad nią, oddzieloną izolacyjnymi wspornikami.
      2. Ustaw prąd na zasilaczu prądu stałego na żądaną wartość, zwykle 200 mA.
      3. Umieść pręt wolframowy w uchwycie i podłącz dodatni zacisk zasilacza prądu stałego do mocującej 4-40 z zaciskiem krokodylkowym.
      4. Włóż pręt wolframowy przez otwór w katodzie miedzianej tak, aby około 12 mm pręta wolframowego przechodziło przez otwór.
      5. Podłącz ujemny zacisk zasilacza do miedzianej katody za pomocą innego zacisku krokodylkowego.
    2. akwaforta
      1. Ręcznie wyreguluj szybkość kapania lejka separatora, aby dopasować ją do szybkości kapania przez otwór, około 1 kroplówki co 3 sekundy. Poczekaj, aż zbiornik w katodzie miedzianej się zapełni.
      2. Włącz zasilanie prądem stałym, aby rozpocząć trawienie.
      3. Jeśli pracujesz w trybie ręcznym, wyłącz zasilanie prądem stałym, gdy dolna część końcówki wytrawi się do końca i opadnie. W przypadku pracy z automatycznym wyłącznikiem, prąd trawienia zostanie automatycznie odcięty po wytrawieniu pręta.

2. Charakterystyka punktów emisji pola

  1. Inspekcja końcówek
    1. Ostrożnie zdejmij dolną końcówkę z bloku łapacza za pomocą szczypiec lub pęsety. Zdejmij górną końcówkę z uchwytu pręta wolframowego, poluzowując 4-40 i delikatnie wyciągając górną końcówkę szczypcami lub pęsetą.
    2. Spłucz acetonem, a następnie wodą dejonizowaną.
    3. Zbadaj pod mikroskopem optycznym. Końcówki powinny zwężać się do cienkiego punktu. Te, które tego nie robią, np. dlatego, że są wygięte lub nie mają regularnej struktury stożka, należy wyrzucić. Rysunek 3 przedstawia przykład (a) dobrej końcówki i (b) wygiętej końcówki.
    4. Przechowuj końcówki w eksykatorze.

figure-protocol-3
Rysunek 3. Obraz optyczny końcówek FEP. Obraz (a) dobrej końcówki i (b) złej końcówki, widziany przez mikroskop optyczny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

  1. Obrazowanie za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM)
    1. W przypadku obrazowania SEM, przymocuj końcówki FEP do uchwytu przewodzącego za pomocą taśmy przewodzącej lub przykręcając je do niego (np. patrz rysunek 4) i zobrazuj w SEM zgodnie z protokołem producenta przy powiększeniach około 1,800X i 37,000X, aby view stożek końcówki i koniec końcówki, odpowiednio.

figure-protocol-4
Rysunek 4. Uchwyt FEP do obrazowania SEM. Zdjęcie (a) górnej i (b) dolnej części uchwytu używanego do zabezpieczania FEPów podczas obrazowania za pomocą SEM. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-protocol-5
Rysunek 5. Aparatura do emisji polowej. Schemat aparatury używanej do przykładania WN do FEP w próżni w celu wytworzenia wiązki elektronów. Prąd wiązki elektronów jest monitorowany na kubku Faradaya za pomocą pikoamperomierza. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

  1. Testy emisji w terenie
    1. Aparatura
      Uwaga: Do badań emisji w terenie wymagany jest następujący lub podobny sprzęt: 6-drożny 6-calowy krzyżak z kołnierzem konflatowym, który służy jako komora próżniowa, trzy adaptery z kołnierzem konflatowym 6" do 2 3/4" o zerowej długości, przepust SHV (bezpieczne wysokie napięcie) na kołnierzu konflatowym 2 3/4", przepust BNC na kołnierzu 2 3/4", Liniowy przepust na kołnierzu 2 3/4" conflat, 6" okno kołnierza conflat, 6" kołnierz conflat off, pompa próżniowa turbo zamontowana na 6-calowym kołnierzu conflat oraz pompa wspomagająca (np. pompa spiralna) dla turbosprężarki. Do polaryzacji FEP wymagany jest zasilacz wysokonapięciowy (WN) zdolny do dostarczania do -5 kV, a pikoamperomierz jest wymagany do monitorowania prądu elektronów emitowanego z FEP i zbieranego na kubku Faradaya, patrz np. 13. Zamiast kubka Faradaya można użyć prostej przewodzącej płytki zbierającej. Schemat układu emisji w terenie pokazano na rysunku 5.
      1. Wykonaj drugi uchwyt pręta wolframowego (patrz krok 1.1.1.1). W przeciwległym końcu uchwytu do FEP wywierć otwór o średnicy 1 mm, a następnie wywierć i nagwintuj otwór z boku pręta na 4-40, aby przymocować go do strony podciśnieniowej przepustu SHV.
      2. Ustawić aparaturę do emisji w terenie, jak pokazano na rysunku 5. Miseczka Faradaya powinna znajdować się około 2 cm od końca FEP.
      3. Podłącz zasilanie WN do przepustu SHV, do którego podłączony jest uchwyt FEP, a następnie podłącz pikoamperomierz do przepustu BNC, do którego podłączony jest kubek Faradaya.
      4. Zmniejsz ciśnienie do 10-6 mbar lub niższego.
    2. Emisja z pola
      1. Stopniowo zwiększaj odchylenie FEP i monitoruj prąd wiązki elektronów na kubku Faradaya za pomocą pikoamperomierza. Kiedy rozpocznie się emisja pola, na pikoamperomierzu będzie obserwowany prąd.
      2. Zwiększaj WN w krokach przyrostowych (około 50 V) i zapisuj średni prąd wiązki elektronów na pikoamperomierzu na każdym kroku. (Proces ten może być sterowany komputerowo, np. przez program LabVIEW, jeśli jest to pożądane, lub może być wykonany ręcznie). Utrzymuj prąd wiązki elektronów poniżej 1 μA.
    3. Klimatyzacja
      1. Kondycjonuj końcówkę, pracując w trybie emisji pola przy 5 nA przez 1 godzinę.
      2. Powtórz bieżące skanowanie w porównaniu z HV z 2.3.2.2.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badanie parametrów trawienia

Podczas procesu trawienia zasilacz pracuje w trybie prądu stałego. Napięcie wymagane do utrzymania tego stałego prądu nieznacznie wzrasta w miarę wytrawiania pręta wolframowego (ze względu na wzrost rezystancji pręta). Prąd spada prawie do zera, gdy końcówka wytrawia się na wylot. Niewielki prąd nadal płynie, ponieważ górna końcówka nadal styka się z roztworem trawiącym. Wykres prądu...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisaliśmy proste procedury elektrochemicznego wytrawiania punktów emisji ostrego pola (FEP) w roztworze NaOH oraz testowania FEP poprzez pracę w trybie emisji w terenie. Opisana procedura trawienia jest odmianą istniejących technik - techniki opadania lameli7,8 i techniki warstwy pływającej9,10. Okazało się jednak, że jest to wygodniejsze i bardziej niezawodne do wdrożenia niż wyżej wymienione metody.

Przed rozpoczęciem procedury wytrawiania, aby zminimalizować prawdopod...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Doceniamy usługi Stanleya Fleglera, Carol Flegler i Abigail Tirrell z Centrum Zaawansowanej Mikroskopii MSU. Dziękujemy Rayowi Clarkowi i Markowi Wilsonowi za pomoc techniczną przy ustawieniu aparatury do trawienia elektrochemicznego. Doceniany jest również wcześniejszy wkład Anne Benjamin, Georga Bollena, Rafaela Ferrera, Davida Lincolna, Stefana Schwarza i Adriana Valverde oraz pomoc techniczna Johna Yurkona. Prace te zostały częściowo wsparte przez umowę nr 1 z Narodową Fundacją Nauki. PHY-1102511 i PHY-1307233, Uniwersytet Stanowy Michigan i Facility for Rare Isotope Beams oraz Central Michigan University.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Pręt wolframowy 0,020" x 12"ESPI Metalehttp://www.espimetals.com/index.php/online-catalog/467-Tungsten  3N8 Czystość
50% wagowo roztwór NaOHSigma-Aldrich415413-500ML500 ml
Lejek separacyjnyCole-ParmerPozycja#  WU-34506-03Zasilacz prądu stałego 250 ml
BK Precision1672Potrójne wyjście 0 - 32 V, 0 - 3 A Zasilacz DC
AcetonCole-ParmerPozycja#  WU-88000-68500 ml
Karta akwizycji danychNational InstrumentsNI PXI-622116 AI, 24 DIO, 2 AO
PrzekaźnikMagnecraft276 XAXH-5D7 A, 30 V DC Przekaźnik kontaktronowy
6-drożny 6-drożny 6-calowy krzyżak z kołnierzem płaskimKurt J LeskerC6-0600
" do 2-3/4" konpłaski kołnierz redukcyjny o zerowej długości  (x3)Kurt J LeskerRF600X275
2-3/4" kołnierz płaski przepustowy SHVKurt J LeskerIFTSG041033
2-3/4" kołnierz płaski przepustowy BNCKurt J LeskerIFTBG042033
2-3/4" kołnierz płaski przepustowy liniowyMDC660006, REF# BLM-275-2
6" kołnierz płaski blankoffKurt J LeskerF0600X000N
6-calowe okno z płaskim kołnierzemKurt J LeskerVPZL-600
HV ZasilaczKeithleyInstruments Keithley Model #2290-50 - 5 kV DC HV Zasilacz
pikoamperomierzKeithley InstrumentsKeithley Model #6485
Puchar FaradayaRozwiązania do obrazowania wiązkąModel FC-1 Puchar
6 Faradaya

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Binnig, G., Rohrer, H. Scanning Tunneling Microscopy. Helv. Phys. Acta. 55, 726-735 (1982).
  3. Melmed, A. J. The art and science and other aspects of making sharp tips. J. Vac. Sci. Technol. B. 9, 601-608 (1990).
  4. Shi, W., Redshaw, M., Myers, E. G. Atomic masses of 32,33S, 84,86Kr, and 129,132Xe with uncertainties 0.1 ppb. Phys. Rev. A. 72, 022510(2005).
  5. Van Dyck, R. S. Jr, Zafonte, S. L., Van Liew, S., Pinegar, D. B., Schwinberg, D. B. Ultraprecise Atomic Mass Measurement of the α particle and 4He. Phys. Rev. Lett. 92, 220802(2004).
  6. Hobara, R., Yoshimoto, S., Hasegawa, S., Sakamoto, K. Dynamic electrochemical-etching technique for tungsten tips suitable for multi-tip scanning tunneling microscopes. e-J. Surf. Sci. Nanotechnol. 5, 94-98 (2007).
  7. Klein, M., Schwitzgebel, G. An improved lamellae drop-off technique for sharp tip preparation in scanning tunneling microscopy. Rev. Sci. Instrum. 68, 3099-3103 (1997).
  8. Kerfriden, S., Nahlé, A. H., Campbell, S. A., Walsh, F. C., Smith, J. R. The electrochemical etching of tungsten STM tips. Electrochim. Acta. 43, 1939-1944 (1998).
  9. Lemke, H., Göddenhenrich, T., Bochem, H. P., Hartmann, U., Heiden, C. Improved microtips for scanning probe microscopy. Rev. Sci. Instrum. 61, 2538-2538 (1990).
  10. Song, J. P., Pryds, N. H., Glejbøl, K., Mørch, K. A., Thölén, A. R., Christensen, L. N. A development in the preparation of sharp scanning tunneling microscopy tips. Rev. Sci. Instrum. 64, 900-903 (1993).
  11. Fowler, R. H., Nordheim, L. Electron Emission in Intense Electric Fields. Proc. R. Soc. Lond. A. , 119-173 (1928).
  12. Kim, Y. -G., Choi, E. -H., Kang, S. -O., Cho, G. Computer-controlled fabrication of ultra-sharp tungsten tips. J. Vac. Sci. Technol. B. 16, 2079(1998).
  13. Brown, K. L., Tautfest, G. W. Faraday-Cup Monitors for High-Energy Electron Beams. Rev. Sci. Instrum. 27, 696(1956).
  14. Redshaw, M., et al. Fabrication and characterization of field emission points for ion production in Penning trap applications. Int. J. Mass Spectrom. 379, 187-193 (2015).
  15. Ibe, J. P., et al. On the electrochemical etching of tips for scanning tunneling microscopy. J. Vac. Sci. Technol. A. 8, 3570(1990).
  16. Ekvall, I., Wahlström, E., Claesson, D., Olin, H., Olsson, E. Preparation and characterization of electrochemically etched W tips for STM. Meas. Sci. Technol. 10, 11-18 (1999).
  17. Schiller, C., Koomans, A. A., van Rooy, T. L., Schönenberger, C., Elswijk, H. B. Decapitation of tungsten field emitter tips during sputter sharpening. Surf. Sci. 339, L925-L930 (1995).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Electrochemical EtchingField Emission PointsTungsten RodsSodium Hydroxide SolutionScanning Electron MicroscopyField Emission ModeElectron Beam CurrentVacuum Chamber SetupHigh Voltage SupplyPenning Trap Mass Spectrometry

Related Articles