Summary
लेख एक सेलाडोनेट स्रोत तैयार करने और एक लंबी दूरी की इमेजिंग कम ऊर्जा इलेक्ट्रॉन बिंदु स्रोत प्रक्षेपण माइक्रोस्कोप में उपयोग के लिए अपनी चमक का अनुमान लगाने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है।
Abstract
यहाँ वर्णित इलेक्ट्रॉन सेलाडोइट स्रोत लंबी दूरी की इमेजिंग में कम ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन बिंदु-स्रोत प्रक्षेपण सूक्ष्मदर्शी में अच्छा प्रदर्शन करता है। यह तेज धातु सुझावों की तुलना में प्रमुख लाभ प्रस्तुत करता है. इसकी मजबूती महीने के एक जीवन भर affords और यह अपेक्षाकृत उच्च दबाव के तहत इस्तेमाल किया जा सकता है. सेलाडोनेट क्रिस्टल एक कार्बन फाइबर के शीर्ष पर जमा किया जाता है, एक समाक्षीय संरचना में ही बनाए रखा एक गोलाकार बीम आकार और आसान यांत्रिक स्थिति स्रोत, वस्तु और इलेक्ट्रॉन ऑप्टिक प्रणाली अक्ष संरेखित करने के लिए सुनिश्चित करने के लिए। एक माइक्रोपिपेट के साथ सेलाडोइट युक्त पानी की बूंदों के उत्पादन के माध्यम से एक क्रिस्टल जमाव है। जमाव को सत्यापित करने के लिए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी प्रेक्षण किया जा सकता है। हालांकि, यह कदम जोड़ता है और इसलिए स्रोत को नुकसान पहुंचाने का खतरा बढ़ जाता है। इस प्रकार, तैयारी के बाद, स्रोत आमतौर पर प्रक्षेपण माइक्रोस्कोप में निर्वात के तहत सीधे डाला जाता है. एक पहले उच्च वोल्टेज आपूर्ति इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन शुरू करने के लिए आवश्यक लात बंद प्रदान करता है. क्षेत्र उत्सर्जन प्रक्रिया शामिल तो मापा जाता है: यह पहले से ही इस तरह से तैयार इलेक्ट्रॉन स्रोतों के दर्जनों के लिए मनाया गया है. चमक के तहत स्रोत आकार के एक से अधिक अनुमान है, एक ऊर्जा और शंकु कोण एक प्रक्षेपण प्रणाली में मापा कोण पर तीव्रता.
Introduction
इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन के लिए प्रयुक्त धातु/इंसुलेटर संरचनाओं का उनके निम्न स्थूल क्षेत्र1के कारण लगभग 20 वर्षों तक अध्ययन किया गया है। इसमें शामिलविद्युत क्षेत्र केवल कुछ टधक2,3,4के क्रम का होता है , जो क्लासिक क्षेत्र उत्सर्जन के लिए आवश्यक वी/ यह शायद शुरू प्लाज्मा निर्वहन कि इलेक्ट्रॉन स्रोत प्रौद्योगिकियों में बहुत उपयोगी होते हैं बताते हैं. कुछ साल पहले, हम इलेक्ट्रॉन संचरण कार्बन परतों8पर प्राकृतिक इंसुलेटर की फिल्मों को जमा करके इस कम क्षेत्र उत्सर्जन का पता लगाने की मांग की. ब्राजील में एमेटिस्टा डि सुल की खानों में पराना जाल के बेसाल्ट में पाया जाने वाला एक इंसुलेटर खनिज सेलाडोनेट चुना गया था।
जब celadonite जमीन है, क्रिस्टल आकार micrometric आयामों और कम से कम 100 एनएम की मोटाई के साथ एक आयताकार स्लैब है (आमतौर पर: 1,000 एनएम x 500 एनएम x 50nm 50 एनएम). यह पूरी तरह से सपाट और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में पहचानने योग्य है (चित्र 1)। फिल्म कार्बन परत पर एक सेलाडोनेट युक्त पानी की बूंद के जमाव से बनाई गई है। के रूप में लागू वोल्टेज बढ़ जाती है, यह उच्चतम voltages के लिए तीव्रता संतृप्ति के साथ एक Fowler-Nordheim शासन के बाद इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है. प्रक्षेपण प्रणाली में डायाफ्राम का उपयोग करके किए गए एक अध्ययन से पता चला है कि एक उत्सर्जक बिंदु जैसे स्रोत9है। हालांकि, स्रोत का चयन करने के लिए एक डायाफ्राम के साथ इस बड़ी फिल्म का उपयोग बिंदु स्रोत की क्षमता का दोहन नहीं किया. उदाहरण के लिए, सामान्यतः निम्न-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन बिंदु-स्रोत प्रक्षेप माइक्रोस्कोपी में प्रयुक्त बिंदु-स्रोत लगभग 100 दउ की स्रोत-से-वस्तु दूरी की अनुमति देते हैं। हालांकि, इस तरह के एक स्रोत से वस्तु दूरी एक फिल्म के साथ सवाल से बाहर होगा. एक क्रिस्टल को अलग करने के लिए एक रास्ता ढूँढना इतना के रूप में इस इलेक्ट्रॉन स्रोत की ओर कुछ स्थानांतरित करने में सक्षम होने के लिए एक चुनौती थी. हमारा समाधान पहले था, एक 10 डिग्री कार्बन फाइबर का उपयोग करने के लिए: फाइबर के शीर्ष पर छोटी बूंद जमा जरूरी celadonite क्रिस्टल की संख्या को सीमित करता है. दूसरा, हम छोटी बूंद के आकार को सीमित करने का फैसला किया: के बारे में एक टिप अंत के साथ एक micropipette 5 डिग्री मीटर से सेलेडोइट युक्त पानी से भर जाता है और दबाव micropipette के प्रवेश द्वार पर लागू किया जाता है एक छोटी सी बूंद बनाने के लिए फाइबर के शीर्ष गीला. प्रोटोकॉल पूर्ण स्रोत तैयारी प्रक्रिया का विवरण.
परिणामी स्रोत एक समाक्षीय बिंदु स्रोत है जो स्रोत, वस्तु और इलेक्ट्रॉन प्रकाशिक प्रणाली 10 के बीच अच्छा संरेखण की अनुमति देताहै। क्योंकि इसके 10 डिग्री मीटर व्यास अभी भी अल्ट्रा तेज सुझावों की तुलना में व्यापक है, स्रोत से वस्तु दूरी micrometers के कुछ दसियों तक ही सीमित है. तथापि, हमने हाल ही में दिखाया है कि एक Einzel लेंस के साथ संयुक्त celadonite स्रोत उत्सर्जक एक क्लासिक बिंदु स्रोत प्रक्षेपण माइक्रोस्कोप के लिए तुलनात्मक रूप से प्रदर्शन करता है. इस प्रकार लंबी दूरी की इमेजिंग ने वस्तु पर आवेश प्रभावको भी सीमित कर दिया और प्रतिबिंब विकृति में12,13शामिल थे । Celadonite स्रोत भी तेज धातु सुझावों की तुलना में प्रमुख लाभ प्रस्तुत करता है. यह मजबूत है: बिंदु स्रोत क्रिस्टल के तहत है और इस तरह sputtering के खिलाफ की रक्षा की. स्रोत अपेक्षाकृत उच्च दबाव के तहत काम कर सकते हैं: यह कुछ मिनट के दौरान 10-2 mbar पर परीक्षण किया गया था. फिर भी इसके जीवनकाल और इसकी स्थिरता सही वैक्यूम स्थितियों पर निर्भर रहती है। हम आम तौर पर 10-8 mbar पर celadonite स्रोत को रोजगार और महीने के एक जीवन भर प्राप्त करते हैं.
यह लेख एक सुसंगत इलेक्ट्रॉन बीम का उत्पादन करने के लिए celadonite स्रोत का उपयोग करने के इच्छुक सभी लोगों की मदद करने का इरादा है.
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Protocol
1. स्रोत की तैयारी
नोट: हमारे माइक्रोस्कोप में, स्रोत-समर्थन एक मशीनी ग्लास सिरेमिक प्लेट से बना है जिसमें से प्लेट पर एक बिजली के कनेक्शन के साथ 90 डिग्री मीटर आंतरिक व्यास की स्टेनलेस स्टील ट्यूब के 1 सेमी उभरता है।
- फाइबर की तैयारी
- एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के तहत स्रोत समर्थन को ठीक करें।
- स्टेनलेस स्टील ट्यूब में 10 डिग्री सेल्सियस कार्बन फाइबर डालें. चांदी लाह के साथ ट्यूब के लिए कार्बन फाइबर गोंद.
- एक काटने tweezers के साथ फाइबर कट (एक दूरबीन माइक्रोस्कोप के तहत) इतना है कि के बीच 100 डिग्री और 3 मिमी स्टेनलेस स्टील ट्यूब के बाहर छोड़ दिया जाता है.
नोट: कार्बन फाइबर भंगुर है; ट्यूब के बाहर 1 सेमी से अधिक छोड़ने से हेरफेर के दौरान संरचना तोड़ने की संभावना बढ़ जाएगी।
- सेलाडोनेट युक्त पानी की तैयारी
- एक मोर्टार और मूसल के साथ सेलडोनिट पीस.
- भार 0.2 मिलीग्राम सेलाडोनेट पाउडर और 10 एमएल deionized पानी में पतला.
- समुच्चय को तोड़ने के लिए 10 एमएल सेलाडोइट युक्त पानी में सीधे एक अल्ट्रासाउंड टिप का उपयोग करें। आमतौर पर, 30 से अधिक 30 s की एक शक्ति के लिए 30 kHz की एक अल्ट्रासोनिक आवृत्ति का उपयोग करें।
- बयान पर्यावरण की तैयारी
- एक दबाव नियंत्रक के लिए एक केशिका धारक कनेक्ट.
- एक बहुदिशीय सूक्ष्म हेरफेर के साथ एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के तहत केशिका धारक बनाए रखें।
- ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के तहत केशिका धारक का सामना करना पड़ कार्बन फाइबर के साथ समर्थन प्लेस.
- सेलाडोनेट निक्षेपण
- बिखरे हुए सेलाडोनेट को बिना किसी बाधा के प्रवाह की अनुमति देने के लिए 2-10 डिग्री मी के आंतरिक-अंत व्यास के साथ एक माइक्रोपिपेट खींचें।
- पुलर जबड़े में एक ग्लास केशिका को ठीक करें। पैच पाइपेट आकार के अनुसार सही खींचने वाले पैरामीटर सुनिश्चित करें (तालिका 1)। सेलाडोनेट युक्त पानी के साथ माइक्रोपिपेट भरें।
- माइक्रोस्कोप के नीचे केशिका धारक पर माइक्रोपाइप माउंट करें। माइक्रोपिपेट तथा कार्बन फाइबर को ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के नीचे संरेखित करें।
- कार्बन फाइबर के शीर्ष से 2-10 डिग्री सेल्सियस की दूरी के लिए माइक्रोपिपेट दृष्टिकोण।
- माइक्रोपिपेट में व्यापक प्रविष्टि पर प्रगतिशील दबाव लागू करें। आमतौर पर, 100 mbar लागू करें ताकि एक बूंद टिप पर रूपों लेकिन गिर नहीं करता है. यह बूंद कार्बन फाइबर के शीर्ष गीला.
- माइक्रोपिपेट को वापस लें।
- बिखरे हुए सेलाडोनेट को बिना किसी बाधा के प्रवाह की अनुमति देने के लिए 2-10 डिग्री मी के आंतरिक-अंत व्यास के साथ एक माइक्रोपिपेट खींचें।
2. लात मार बंद स्रोत
नोट: हमारे माइक्रोस्कोप में, स्रोत-समर्थन एक मैनुअल घूर्णन निकला हुआ निकला हुआ किनारा भी पाइजो-इलेक्ट्रिक एक्स्प्रेसर को ले जाने पर स्थिर हो जाता है जो (100 एनएम रिज़ॉल्यूशन, 25 मिमी रेंज) चलता है, एक विद्युत आदेश के साथ, स्रोत के सापेक्ष वस्तु (चित्र 2देखें)। यह वस्तु इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन के लिए विद्युत एनोड की भूमिका निभाती है; यह आम तौर पर बिजली के आधार पर और स्रोत के सामने रखा जाता है. हमारे प्रयोग में, voltages हाथ विभिन्न बिजली की आपूर्ति के साथ नियंत्रित कर रहे हैं.
- वैक्यूम के तहत स्रोत धारक स्थापित करें।
- कार्बन फाइबर और वस्तु को दो उच्च वोल्टेज विद्युत feedthroughs से कनेक्ट करें.
- हर जगह संपर्कों की विद्युत निरंतरता की जाँच करें: एनोड-ऑब्जेक्ट, लेंस और स्क्रीन; वैक्यूम पम्पिंग पर बारी.
- वस्तु और विद्युत भूमि के बीच जेडए श्रेणी में कैलिबर के नैनो-एममीटर को कनेक्ट करें।
- स्रोत पर धीरे-धीरे लागू नकारात्मक पूर्वाग्रह वोल्टेज बढ़ाएँ, लगभग 1 V/ यदि एनोड स्रोत से 1 मिमी दूर है, तो किक-ऑफ लगभग 2 केवी पर होता है। तीव्रता अचानक बढ़ जाती है।
- कुछ सौ nA पर तीव्रता को स्थिर करने के लिए वोल्टेज घटाएँ. शुरुआत में, तीव्रता परिमाण के कई आदेशों पर उतार चढ़ाव कर सकते हैं.
- कई घंटे के लिए अस्थिर प्रणाली छोड़ दो, जब तक उतार चढ़ाव कम. वोल्टेज काट जब उतार चढ़ाव 10% से कम कर रहे हैं.
3. स्रोत अभिलक्षणन
नोट: हम स्रोत विशेषताओं की जांच करने के लिए एक तरीका प्रस्तुत करते हैं। स्रोत चमक का अनुमान लगाने के लिए, दो प्रक्षेपण माइक्रोस्कोप का उपयोग किया जाता है. इन सेटअपों में किसी वस्तु की छाया फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर दूर रखी जाती है(चित्र 2)। स्रोत (कैथोड) और वस्तु (एनोड) एक सूक्ष्म हेरफेर निकला हुआ किनारा पर मुहिम शुरू कर रहे हैं और प्रक्षेपण विमान में एक साथ बारी बारी से कर सकते हैं. एक फ्लोरोसेंट स्क्रीन के साथ एक सरल लघु प्रक्षेपण सेटअप कम आवर्धन प्रक्षेपण के लिए अनुमति देता है. दूसरी व्यवस्था में एक इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस और सबसे मजबूत आवर्धन12के लिए एक दोहरी माइक्रोचैनल-प्लेट/फ्लोरोसेंट स्क्रीन असेंबली शामिल होती है। प्रत्येक प्रक्षेपण छवि पर उपलब्ध जानकारी का उपयोग चमक को कम-अनुमान लगाने के लिए किया जाता है: रिकॉर्ड13में सबसे छोटा विवरण। यह सबसे छोटा दृश्य विस्तार स्पष्ट स्रोत आकार पर निर्भर करता है, कि स्रोत आकार ज्यामितीय कलंक भी शामिल है, वस्तु और स्रोत के बीच कंपन, और डिटेक्टर संकल्प.
- शंकु कोण का मापन
- इलेक्ट्रॉन बीम का निरीक्षण करने के लिए, घूर्णन निकला हुआ किनारा के साथ, सरल प्रक्षेपण सेटअप की ओर स्रोत मुड़ें।
- स्रोत से स्क्रीन दूरी घटाएँ, मैनुअल माइक्रो हेरफेर के साथ, स्क्रीन पर पूरे स्थान को प्राप्त करने के लिए; फिर, स्रोत से स्क्रीन दूरी, डीमापता है।
- घूर्णन निकला हुआ फ्लेंज के साथ, इलेक्ट्रॉन बीम और स्क्रीन के लिए सामान्य के बीच कोण बदलकर स्क्रीन के चित्र ले लो.
- धूसर-स्तर तीव्रता प्रोफ़ाइल को एक अक्ष के साथ प्लॉट करें तथा किसी दिए गए स्रोत-से-स्क्रीन दूरी पर उत्सर्जन त्रिज्या, त निर्धारित करें, D (चित्र 3)।
- शंकु कोण की
गणना कीजिए: किसीदिए गए स्रोत से स्क्रीन दूरी पर उत्सर्जन त्रिज्या, D.
- Fowler-Nordheim साजिश का मापन
- स्रोत के लिए लागू वोल्टेज बनाम उत्सर्जन तीव्रता को मापने: मैं (V) के साथ मैं तीव्रता एनोड पर मापा और वी वोल्टेज कार्बन फाइबर पर लागू.
- प्लॉट
| वक्र उच्चतम वोल्टेज के लिए संतृप्ति के साथ एक कम सीधी रेखा से पता चलता है. चित्र 4में एक उदाहरण दिया गया है। सबसे लंबी सीधी रेखा क्षेत्र उत्सर्जन प्रक्रिया के हस्ताक्षर है।
- स्रोत आकार का मापन
- घूर्णन स्फार के साथ, स्थिर वैद्युत लेंस की ओर स्रोत को चालू करें।
- किसी वस्तु के किनारे पर एक विशाल फ्रेनल विवर्तन पैटर्न युक्त प्रक्षेपण प्रतिबिंब का उत्पादन करें: लगभग 20,000x का आवर्धन आवश्यक है। हमारे सूक्ष्मदर्शी में, यह लगभग 100 उ की किसी स्रोत-से-ऑब्जेक्ट दूरी के साथ संभव है, जो पाइजो-अभिवर्तकों के साथ स्थिर है, और एक इनज़ेल इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस है।
- स्क्रीन पर छवि पर सबसे तेज दृश्य विस्तार को मापें (चित्र 5)।
नोट: सबसे तेज फ्रिंज-टू-फ्रिंग दूरी, जेड, का उपयोग किया जाता है। - स्रोत आकार की
गणना करें: .
गणना कीजिए: किसीदिए गए स्रोत से स्क्रीन दूरी पर उत्सर्जन त्रिज्या, D.
| वक्र उच्चतम वोल्टेज के लिए संतृप्ति के साथ एक कम सीधी रेखा से पता चलता है. चित्र 4में एक उदाहरण दिया गया है। सबसे लंबी सीधी रेखा क्षेत्र उत्सर्जन प्रक्रिया के हस्ताक्षर है।
गणना करें: .Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
प्रोटोकॉल में विस्तृत रूप में तैयार किए गए कार्बन रेशों की कई स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफी 15 केवी पर एक SEM में प्राप्त की गई थीं। स्रोत अपने शीर्ष पर एक, कभी-कभी दो, क्रिस्टल प्रदर्शित करते हैं (चित्र 1)। हालांकि, SEM का उपयोग कार्बन फाइबर के लिए एक और समर्थन शामिल है, जो माउंट और तोड़ने के बिना demount करने के लिए मुश्किल है. प्रत्यक्ष इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन का प्रयास करना सुरक्षित है। एक प्रक्षेपण सूक्ष्मदर्शी में परीक्षण किया गया (चित्र 2),प्रत्येक स्रोत इस तरह से उत्सर्जित तैयार किया. किक-ऑफ केवल एक बार की आवश्यकता है। पुराने स्रोतों के साथ, कभी कभी, एक लात बंद किसी अन्य स्रोत के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
इन स्रोतों में से अधिकांश एक एकल बिंदु स्रोत दिखाते हैं (चित्र 3): उत्सर्जन प्रोफ़ाइल किसी अन्य स्थान के बिना केवल एक सतत छवि को इंगित करती है। बीम के बारे में 1srd के एक शंकु कोण है.
Fowler-Nordheim साजिश उच्च वोल्टेज पर सीधे परिमाण और संतृप्ति के 10 आदेश दर्शाती है (चित्र 4). किसी दिए गए वोल्टता के लिए प्राप्त संतृप्ति व्यवस्था संरचना पर निर्भर करती है, परंतु लगभग 10 डिग्री सेल्सियस से उच्च धारा तीव्रता के लिए ढलान व्यवस्थित रूप से घटती है।
ऊर्जा वितरण यहाँ मापा नहीं है, क्योंकि ऊर्जा संकल्प बस डिटेक्टर के प्रवेश द्वार पूर्वाग्रह से कुछ eV से बेहतर सटीकता प्राप्त करने के लिए पर्याप्त अच्छा नहीं है. एक और बात यह है कि उच्च संरचित फ्रिंज पैटर्न कुछ होलोग्राम में देखा जा सकता है एक बड़ी ऊर्जा वितरण है कि इस तरह के पैटर्न धुंधला होगा खारिज. के बाद से शामिल प्रक्रिया Fowler-Nordheim शासन है, ऊर्जा वितरण 250 meV के करीब14की उम्मीद है.
स्रोत आकार का उत्पादन छवि पर सबसे छोटी विस्तार को मापने के द्वारा अनुमान लगाया गया है. यह प्रतिबिंब वस्तु का फ्रेनेल विवर्तन प्रतिरूप है। यहाँ, व्यतिकरण फ्रिंज की हानि को स्रोत के आकार के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है (चित्र 5; ; यह इस माप को अधिक-अनुमान लगाने का एक तरीका है। इस स्थिति में स्रोत त्रिज्या 4nm 
से छोटी होती है। अंत में, स्रोत की चमक 
प्राप्त की है, . यहाँ प्रस्तुत विधि के तहत चमक का अनुमान है क्योंकि स्रोत का आकार जरूरी छोटा है.
चित्र 1: सेलाडोनेट के साथ कार्बन फाइबर उस पर जमा (हरा तीर), एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ मनाया. इनसेट: एक सेलाडोनेइट क्रिस्टल का विशिष्ट क्लोज-अप। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 2: प्रायोगिक सेटअप. प्रक्षेपण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी कार्बन स्रोत और एक इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस पर एक सेलाडोनेट का उपयोग कर; और सरल प्रक्षेपण सेटअप. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 3: शंकु कोण का मापन। (ं) प्रक्षेपण-दूरी D र् 5 बउ तथा र्, कार्बन तंतु तथा परिणत के सामान्य के बीच का कोण के साथ स्केमेटिक सेटअप; उत्सर्जन प्रतिमान (ग) का प्रेक्षण करने के लिए, तथा स्क्रीन पर प्राप्त नीली डैश्ड रेखाके साथ उत्सर्जन प्रोफ़ाइल को मापने के लिए , जो र् े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े े ध्यान दें कि ग्रिड का प्रक्षेपण एक नल तीव्रता के रूप में प्रोफ़ाइल में प्रकट होता है, लेकिन स्पष्ट रूप से, प्रोफ़ाइल तीव्रता के बारे में 5 सेमी के विस्तार के साथ गाऊसी है. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 4: एक सेलाडोनेट स्रोत के Fowler-Nordheim साजिश. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 5: स्रोत आकार का अधिक-अनुमान करने के लिए छवि में सबसे तेज विवरण का मापन। छवि (ख) में श्वेत रेखा के साथ प्रोफाइल (ए) की साजिश रची जाती है . (ग) का विस्तार (ख) है । कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
| गर्मी | रेशा | वेग | देरी | खींचना |
| 450 | 3 | 5 | 200 | 120 |
| 350 | 4 | 40 | 200 | 0 |
तालिका 1: 2-10 डिग्री उ का आंतरिक अंत व्यास प्राप्त करने के लिए पैरामीटर खींचना.
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Discussion
यह प्रोटोकॉल महत्वपूर्ण नहीं है क्योंकि सूक्ष्म पैमाने पर स्रोत की ज्यामिति एक स्रोत से दूसरे स्रोत में परिवर्तित होती है। कठिनाई यह है कि के बाद से एक कार्बन फाइबर भंगुर है, इसके काटने एक अनुचित लंबाई के लिए नेतृत्व कर सकते हैं. एक पर्याप्त लंबाई के बारे में 500 डिग्री है; कटौती के सूक्ष्म आकार महत्वपूर्ण नहीं है. महत्वपूर्ण कदम क्रिस्टल की एक बहुत छोटी संख्या है (आदर्श रूप से एक) एक प्रवाहकीय तार के शीर्ष पर जमा है. जमा मात्रा के साथ क्रिस्टल एकाग्रता अनुकूलन सबसे महत्वपूर्ण बिंदु है. यदि बहुत अधिक क्रिस्टल कुल, उत्सर्जन damped है. यहाँ, हम इस का प्रबंधन करने के लिए एक तरह का वर्णन. लात बंद प्रक्रिया के कारण, अगर क्रिस्टल की एक छोटी संख्या जमा कर रहे हैं, उनमें से केवल एक अंत में उत्सर्जन के लिए जिम्मेदार है. एक अन्य आवश्यकता एनोड दृष्टिकोण करने के लिए और एक निर्देश उत्सर्जन प्राप्त करने के लिए एक फैला हुआ संरचना का निर्माण करने के लिए है। यह हासिल नहीं किया जा सकता है अगर celadonite क्रिस्टल पिछले अध्ययनों के रूप में एक कार्बन फिल्म पर जमा किए गए थे.
इलेक्ट्रॉन सेलाडोनेट स्रोत अब नियमित रूप से एक कम ऊर्जा इलेक्ट्रॉन बिंदु स्रोत प्रक्षेपण माइक्रोस्कोप में प्रयोग किया जाता है, एक Einzel लेंस प्रणाली के साथ जुड़े. स्रोत की उच्च चमक के कारण, 600 उ की इस बड़ी कार्य दूरी पर, लगभग 30 दउ का एक संकल्प सामान्यतः12प्राप्त होता है। बिंदु-प्रक्षेप सूक्ष्मदर्शी में, इतने बड़े स्रोत-वस्तु दूरी पर कार्य करना आरामदायक होता है तथा लाभप्रद होता है। इसके अलावा, इतनी बड़ी काम दूरी वस्तु पर किसी भी क्षेत्र प्रभाव से बचने के. इस स्रोत द्वारा प्रदान की गई उच्च उत्सर्जन तीव्रता लगभग 500 छवियों/एस की वीडियो दर पर छवि अधिग्रहण को सक्षम करती है, और स्रोत की मजबूती क्लासिक क्षेत्र उत्सर्जन धातु युक्तियों पर एक व्यावहारिक लाभ है। हमारे माइक्रोस्कोप को छोड़कर, यह हाल ही में विकसित स्रोत अभी तक एक और माइक्रोस्कोप में इस्तेमाल नहीं किया गया है. पहले मापा उत्सर्जन instabilitys एक स्कैनिंग माइक्रोस्कोप के लिए समस्याग्रस्त हो सकता है. हालांकि इन instabilitys बिंदु प्रक्षेपण इमेजिंग के दौरान प्रेक्षणीय हैं, उत्सर्जन स्थान स्थिर है, छवि औसत संभव बना रही है. समान आवर्धन के लिए क्लासिक धातु टिप स्रोतों की तुलना में, वर्तमान स्रोत के साथ प्राप्त होलोग्राम समान हैं, लेकिन एक बहुत बड़ा काम दूरी के लिए प्राप्त की। अंतिम स्थानिक संकल्प वर्तमान में एक खुली प्रयोगात्मक समस्या है.
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Disclosures
लेखकों का कोई प्रतिस्पर्धी वित्तीय हित नहीं है।
Acknowledgments
लेखक इस लेख की अंग्रेजी में सुधार के लिए मार्जोरी Sweetko शुक्रिया अदा करना चाहते हैं.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Carbon fiber filament | Goodfellow | C 005711 | |
| Carbon fiber filament | Mitsubishi Chemical | DIALEAD | |
| Carbon fiber filament | Solvay | THORNEL P25 | |
| Carbon fiber filament | Zoltek | PX35 Continuous Tow | |
| Celadonite | Verona Green earth / pigment | ||
| Dual-stage microchannel plate and fluorescent screen assembly | Hamamatsu | F2225-21S | |
| Flow controller | Elveflow | OB1 | |
| Machinable glass ceramic | Macor | ||
| Micropipette Puller | Sutter Instruments | P2000 | |
| Piezo-electric actuators | Mechonics | MS30 | |
| Quartz capillary | Sutter Instrument | B100-75-15 | |
| Silver Lacquer | DODUCO GmbH | AUROMAL 38 | |
| Ultrasonic processor | Hielscher / sonotrode MS3 | UP50H |
References
- Forbes, R. G. Low-macroscopic-field electron emission from carbon films and other electrically nanostructured heterogeneous materials: hypotheses about emission mechanism. Solid-State Electronics. 45, 779-808 (2001).
- Wang, C., Garcia, A., Ingram, D. C., Lake, M., Kordesch, M. E. Cold field emission from CVD diamond films observed in emission electron microscopy. Electronics Letters. 27, 1459 (1991).
- Okano, K., Koizumi, S., Ravi, S., Silva, P., Amaratunga, G. Low-threshold cold cathodes made of nitrogen-doped chemical-vapour-deposited diamond. Nature. 381, 140-141 (1996).
- Geis, M. W., et al. A new surface electron-emission mechanism in diamond cathodes. Nature. 393, 431-435 (1998).
- Horch, S., Morin, R. Field emission from atomic size sources. Journal of Applied Physics. 74 (6), 3652-3657 (1993).
- Muller, H. U., Volkel, B., Hofmann, M., Woll, C., Grunze, M. Emission properties of electron point sources. Ultramicroscopy. 50 (1), 57-64 (1993).
- Qian, W., Scheinfein, M. R., Spence, J. C. H. Brightness measurements of nanometer-sized field-emission-electron sources. Journal of Applied Physics. 73 (11), 7041-7045 (1993).
- Rech, J. em, Grauby, O., Morin, R. Low-voltage electron emission from mineral films. Journal of Vacuum Science & Technology B. 20 (1), 5-9 (2002).
- Daineche, R., Degiovanni, A., Grauby, O., Morin, R. Source of low-energy coherent electron beams. Applied Physics Letters. 88, 023101 (2006).
- Salançon, E., Daineche, R., Grauby, O., Morin, R. Single mineral particle makes an electron point source. Journal of Vacuum Science & Technology B. 33, 030601 (2015).
- Prigent, M., Morin, P. Charge effect in point projection images of Ni nanowires and I collagen fibres. Journal of Physics D: Applied Physics. 34 (8), 1167-1177 (2001).
- Salançon, E., Degiovanni, A., Lapena, L., Lagaize, M., Morin, R. A low-energy electron point-source projection microscope not using a sharp metal tip performs well in long-range imaging. Ultramicroscopy. 200, 125-131 (2019).
- Salançon, E., Degiovanni, A., Lapena, L., Morin, R. High spatial resolution detection of low-energy electrons using an event-counting method, application to point projection microscopy. Review of Scientific Instruments. 89, 043301 (2018).
- Swanson, L. W., Crouser, L. C. Total-Energy Distribution of Field-Emitted Electrons and Single-Plane Work Functions for Tungsten. Physical Review. 163, 622 (1967).
