Способ изготовления автоэлектронных острийных катодов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Уеспублик(22) Заявлено 15.08.72(21) 1820830/26-2 явкиприсоединением3) Приоритет3) Опубликовано5) Дата опубли осударственный комитетСоввта Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 1, 385. (088,8) летень35 (53) У 5.09.7едник, А. А. Рабинович и В, Г. Павл дена Ленина физико-технический институт им. А. ф. Иоффе 71) Заявите(5 СОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АВТОЭЛЕКТРОННЫХ ОСТРИЙНЫХ КАТОДОВ области произ йных эмитте Изооретение относитсодства и эксплуатации осов, которые могут служлектронов или ионов в с ть источникамильных электри ческх полях. Предлагаемый спо мененце в автоионнбйеличения лектронных иходимо уметьосредственночисле и сверхдача не была меньша Эта ц вом острияшем рост в электр единстве вдоль ос о нарос успешно решена,Известен способ обра гревом в запираюцем эмотки острий нассию электричесвление полевой пособу многоостывают при темчиваюших переость способа с еское поле, вь еских наростов рабочей поверх части рабочей стоит в том,зываюшее ростт маке ск опич ком лоле, используюшийэрозии. Согласно этомурийный автокатод обрабапературах и полях, обесп оддерживаю а всей ишь на жаюшей и острия поверхности, окруя, размеры которой .вершину остри зационной масс-спектрометриДля уменьшения рабочегоострийного эмиттера и для урешающей способности автоэавтоцонных дикроскопов необуменьшать радиус острия непв приборе в вакууме (в томвысоком), До сих пор эта за нос материала на рабочую поверхностьострия и рост,макроскопических наростовна рабочей поверхности острия до тех пор,пока количество перенесенного материаластанет соизмеримо с объемом материав сегменте под рабочей поверхностьюкатода, а затем поверхность катода сглаживают. В результате такой обработкидостигается выравнивание многоострийого О катода по фактору поля но не уменьцение,радиуса острия.изобр,тения - разраби игл в вакууме, позвь радиус острия,ель достигается прогрическом поле, вызыванного макроскопическои острия./1 ГИ Государственного комитета Совета Министров СССРф но делам изобретений и открытийМосква, 113035, Раушская наб., 4 редприятие Патент, Москва, Г 59, Бережковская иаб., 24 не превышают размеров основания одного макронароста.Во время термополевой обработки меняется форма, огранка и шероховатость острия. Если необходимо, острие сглаживают, например, прогревом или полевым испарением. При этом можно получить соответственно форму отжига или конечную форму испарения полем острия с радиусом,меньшим исходного.Термополевая обработка в режимах полевой эрозии обычно сопровождается появлением на поверхности острия микровыступов, размеры которых очень малы по сравнению с размерами макронаростов и, с радиусом острия, Количество микровыступовзависит от режима термополевой обработки,Для режимов, обеспечивающих уменьшениерадиуса острия, характерно появление одного или нескольких микровыступов на поверхности острия, Микровыступы наблюдаются визуально в автоэлектронном или автоионном микроскопе или легко обнаруживаются по резкому изменению автоэмиссионных вольтамперных характеристик, и поэтому их удобно использовать для контролярежимов обработки.Процесс обработки прекращают по достикении желаемого радиуса кривизны острия.Обрабатывающее поле обычно создаютприложением разности потенциалов (обрабатывающего напряжения) между острием,являющимся анодом, и другим электродомили электродами. При неиэмеьпом обрабатывающем напряжении радиус острия можно уменьшить лишь до некоторого предельного значения, ибо по мере заострения поле на кончике острия увеличивается и достигает величины, при которой сильное полевое испарение препятствует дальнейшемууменьшению радиуса. Если желаемый радиус острия недостижим обработкой при неизменном обрабатывающем напряжении, тообработку ведут постепенно, понижая обрабатывающее напряжение по мере уменьшения радиуса,Б качестве примера осуцествления способа приводятся данные по уменьшению радиуса кривизны вольфрамового острия с исходным радиусом40,6 мкм, Обработку острия проводят в вакуумном приборе с полусферическим анодом, удаленным от вершины острия на расстояние 3 см при давлении остаточныхгазов Ж 5 10 мм рт.ст. (основной компонент водород). Поле на поверхности острия создается приложением к острию постоянного положительного нап ряжения, величину которого изменяют ступенчато на 100 В с интервалом времени 1 мин от 5200 до 3400 В, при этом температуру острия во время обработкиоподдерживают равной 2400 К. В результа те такой обработки получен радиус острия,равный 0,3 мкм. Предмет изобретения20 1. Способ изготовления автоэлектронных острийных катодов путем прогреваострия в электрическом поле при температуре и напряженности, вызывающих ростмакронаростов на рабочей поверхности острия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью уменьшения радиуса острия, напряженность поля поддерживают только на30вершине острия, размеры которой не превышают размеров основания макронароста,2.Способпоп, 1, отличающ и й с я тем, что, с целью упрогценияконтроля за обработкой, например, с по 36мощью автоэлектронного гроектоГз, обрабо- ку ведут до появления на поверхности острия одного или нескольких микровыступов,З.Способ по ппз 1 и 2, о т л и ч а юш и й с я тем, что в процессе обработкинапряжение снижают по мере уменьнениярадиуса.4.Способпопп. 2 иЗ, отличаю щ и й с я тем, что для обработки ост 4 рий из вольфрама устанавливают температуру 2400 - 200"К и напряжение, выливаюшее появление микровыступов, а затемнапряжение снижавт со скоростьк 100 ГВ /мин.