Preparando uma fonte de elétrons celadonitas e estimando seu brilho

Summary

O artigo apresenta um protocolo para preparar uma fonte celadonita e estimar seu brilho para uso em uma imagem de longo alcance microscópio de projeção de ponta-fonte eletrônica de baixa energia.

Abstract

A fonte de celadonita eletrônica descrita aqui tem um bom desempenho em um microscópio de projeção de ponta de elétronde de baixa energia em imagens de longo alcance. Apresenta vantagens principais comparadas às pontas afiadas do metal. Sua robustez proporciona uma vida inteira de meses e pode ser usada pressão relativamente alta. O cristal celadonita é depositado no ápice de uma fibra de carbono, mantido em uma estrutura coaxial garantindo uma forma de feixe esférico e fácil posicionamento mecânico para alinhar a fonte, o objeto e o eixo do sistema elétron-óptico. Há um único depoimento de cristal através da geração de gotículas de água contendo celadonita com uma micropipette. A observação da microscopia eletrônica da exploração pode ser executada para verificar a deposição. No entanto, isso adiciona etapas e, portanto, aumenta o risco de danificar a fonte. Assim, após a preparação, a fonte é geralmente inserida diretamente vácuo no microscópio de projeção. Uma primeira fonte de alta tensão fornece o pontapé de saída necessário para iniciar a emissão de elétrons. O processo de emissão de campo envolvido é então medido: já foi observado para dezenas de fontes de elétrons preparadas desta forma. O brilho é subestimado através de uma superestimação do tamanho da fonte, intensidade em um ângulo de energia e cone medido em um sistema de projeção.

Introduction

Estruturas de metal/isolante utilizadas para emissão de elétrons têm sido estudadas por quase 20 anos devido ao seu baixo campo macroscópico^1. O campo elétrico envolvido é apenas da ordem de alguns V/μm^2,3,4,em contraste com o V/nm necessário para emissão de campo clássico com pontas de metal^{afiadas 5,6,7}. Isso provavelmente explica as descargas de plasma inicial que são tão úteis em tecnologias de origem eletrônica. Alguns anos atrás, procuramos explorar esta....

Protocol

1. Preparação da fonte

NOTA: Em nosso microscópio, a fonte-sustentação é composta de uma placa cerâmica de vidro machinable de que emerge 1 cm de um tubo de aço inoxidável de 90 μm diâmetro interno com uma conexão elétrica na placa.

1. Preparação da fibra
   1. Corrija o suporte de origem um microscópio óptico.
   2. Insira a fibra de carbono de 10 μm no tubo de aço inoxidável. Cole a fibra de carbono ao tubo com laca prateada.
   3. Corte a fibra com uma pinça de corte (sob um microscópio binocular) para que entre 100 μm e 3 mm sejam deixados fora do tubo de aço inoxidável.
      NOTA: A fibra de carbono é frágil; deixando ....

Results

Várias micrografias eletrônicas de varredura de fibras de carbono preparadas conforme detalhado no protocolo foram obtidas em um SEM a 15 kV. Fontes exibem um, às vezes dois, cristais em seu ápice (Figura 1). No entanto, o uso do SEM envolve outro suporte para a fibra de carbono, que é difícil de montar e desmontar sem quebrar. É mais seguro tentar a emissão direta de elétrons. Testado em um microscópio de projeção (Figura 2), ca.......

Discussion

Este protocolo não é crítico porque a geometria da fonte em uma escala microscópica muda de uma fonte para outra. A dificuldade é que desde que uma fibra de carbono é frágil, seu corte pode conduzir a um comprimento impróprio. Um comprimento adequado é de cerca de 500 μm; a forma microscópica do corte não é crucial. O passo crítico é ter um número muito pequeno de cristais (idealmente um) depositado no ápice de um fio condutor. Adaptar a concentração de cristal com o volume depositado é o ponto mais importante. Se muitos.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
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 Reboque
Celadonita			Verona Terra verde / pigmento
Placa de microcanal de duplo estágio e montagem de tela fluorescente	Hamamatsu	F2225-21S
Controlador de fluxo	Elveflow	OB1
Macor			de cerâmica de vidro usinável
	Sutter Instruments	P2000
Atuadores piezoelétricos	Mechonics	MS30
Instrumento de Sutter	capilar de quartzo	B100-75-15
Laca Prateada	DODUCO GmbH	AUROMAL 38
Processador ultrassônico	Hielscher / sonotrodo MS3	UP50H