DE19604272A1 - Electron gun with laser beam heating, for scanning or transmission electron microscopy or e-beam holography - Google Patents
Electron gun with laser beam heating, for scanning or transmission electron microscopy or e-beam holographyInfo
- Publication number
- DE19604272A1 DE19604272A1 DE1996104272 DE19604272A DE19604272A1 DE 19604272 A1 DE19604272 A1 DE 19604272A1 DE 1996104272 DE1996104272 DE 1996104272 DE 19604272 A DE19604272 A DE 19604272A DE 19604272 A1 DE19604272 A1 DE 19604272A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electron gun
- thread
- laser
- electron
- gun according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/34—Photo-emissive cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
- H01J37/073—Electron guns using field emission, photo emission, or secondary emission electron sources
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/063—Electron sources
- H01J2237/06325—Cold-cathode sources
- H01J2237/06333—Photo emission
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Laserbestrahlungs- Elektronenkanone. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine neue Bauart einer Elektronenkanone, die Elektro nenstrahlen sehr hoher Intensität erzeugen kann und die vorzugsweise auf einem technologischen Gebiet Anwendung findet, wo solche Elektronenstrahlen erforderlich sind, wie beispielsweise bei Elektronenmikroskopen der Trans missions- oder Übertragungsbauart, die Elektronenmikro skope mit hoher Auflösung für ein kryogenes System auf weisen, ferner findet die Erfindung Anwendung bei Elek tronenmikroskopen der Abtastbauart und bei der Elektro nenstrahlholografie.The invention relates to a laser irradiation Electron gun. In particular, the invention relates to a new type of electron gun, the Elektro can produce very high intensity rays and preferably used in a technological field finds where such electron beams are required such as the Trans Mission or transmission type, the electron micro high resolution scope for a cryogenic system point, the invention also applies to Elek Tron microscopes of the scanning type and in electronics beam holography.
Eine Elektronenkanone der thermionischen Emissionsbauart oder Feldemissionsbauart ist in herkömmlicher Weise be kannt für ein eine Elektronenkanone verwendendes Elektro nenmikroskop. Ein Merkmal einer Elektronenkanone der thermionischen Emissionsbauart besteht darin, daß Ther moelektronen von der Oberfläche eines einen hohen Schmelzpunkt besitzenden Metalls abgeleitet werden und zwar durch Erhitzen desselben auf hohe Temperaturen und durch Beschleunigung dieser Thermoelektronen. Anderer seits erzeugt die Elektronenkanone der Feldemissionsbau art Elektronenstrahlen und beschleunigt diese in einem starken elektrischen Feld, welches durch einen scharfen, spitzen Teil des Fadens mit einem kleinen Krümmungsradius erzeugt wird. Diese Elektronenkanone gibt es in zwei Bau arten. Die eine ist die thermische Feldemissionsbauart, bei der ein derartiger Faden erhitzt wird, die andere Bauart ist die Kaltfeldemissionsbauart, bei der der Faden nicht erhitzt wird. Die Elektronenkanone der Feldemissi onsbauart hat einige Vorteile, insofern, als Fokussie rungselektronenstrahlen mit hoher Stromdichte, d. h. mit hoher Intensität die ungefähr zwei Größenordnungen größer ist als bei der Bauart mit thermionischer Emission er zeugt werden und zwar infolge eines quantenmechanischen Tunneleffektes. Die höhere Intensität und auch die höhere Kohärenz der Fokussierelektronenstrahlen verbessert die Positionspräzision der Elementaranalyse durch Elektronen mikroskope in den Submikronbereichen, was eine Verbesse rung der Qualitäten des Bildes und der Auflösungsleistung bei der Kurzzeitfotografie zur Folge hat und eine Verbes serung der Elektronenstrahlholografie ermöglicht.An electron gun of the thermionic emission type or field emission type is conventional Knows for an electro using an electron gun microscope. A feature of an electron gun that Thermionic emission design is that Ther Moelectrons from the surface of a high one Melting point possessing metal can be derived and by heating the same to high temperatures and by accelerating these thermoelectrons. Other On the one hand, the electron gun produces field emission construction art electron beams and accelerates them in one strong electric field, which is characterized by a sharp, pointed part of the thread with a small radius of curvature is produced. This electron gun is available in two types species. One is the thermal field emission type, where one thread is heated, the other Type is the cold field emission type, in which the thread is not heated. Feldemissi's electron gun onsbauart has some advantages in that it is a focus electron beam with high current density, d. H. With high intensity about two orders of magnitude larger than with the thermionic emission type to be created as a result of a quantum mechanical Tunnel effect. The higher intensity and also the higher The coherence of the focusing electron beams improves the Positional precision of elementary analysis by electrons microscopes in the submicron range, which is an improvement quality of the image and the resolution performance in short-term photography and a verb electron beam holography enabled.
Tatsächlich haben jedoch diese konventionellen Elektro nenkanonen eine Grenze hinsichtlich der erzeugten Elek tronenstrahlen.In fact, however, these have conventional electrical Cannons set a limit with regard to the electrons generated ray rays.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Laserbestrahlungs- Elektronenkanone vor, die eine Elektronenkanone der ther mischen Feldemissionsbauart oder der thermionischen Emis sionsbauart aufweist und ferner Mittel zur Laserbestrah lung eines spitzen oder Endteils eines Fadens der Elek tronenkanone.The present invention provides a laser radiation Electron gun in front, which is an electron gun of ther mix field emission type or thermionic emis Sionsbauart and also means for laser irradiation a tip or end portion of a thread of elec tron cannon.
Im folgenden werden nunmehr einige Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung be schrieben; in der Zeichnung zeigt:The following are some examples the invention with reference to the drawing be wrote; in the drawing shows:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines spitzen Teils eines Fadens einer Laserbestrahlungs-Elektro nenkanone; Fig. 1 is a schematic view of a tip part of a thread of a laser irradiation electric cannon;
Fig. 2 einen Schnitt eines Ausführungsbeispiels einer
Laserbestrahlungskanone;
Bei der erfindungsgemäßen Laserbestrahlungs-Elektronenka
none wird durch einen Laser ein Spitzen- oder Endteil ei
nes Fadens wie oben erwähnt bestrahlt. Wenn, wie in Fig.
1 gezeigt, Photonen (3) mit einer Frequenz ϑ auf die
Oberfläche eines spitzen Teils (1) des Fadens gestrahlt
werden, so erhalten die freien Elektronen (2) in der Nähe
der Oberfläche des Fadens Energie hϑ (das Symbol h bedeu
tet die Planksche Konstante) und zwar infolge des pho
toelektrischen Effektes. Wenn eine Summe dieser Energie
und der diesen freien Elektronen (2) erteilten thermi
schen Energie durch sowohl Laserbestrahlungserwärmung als
auch elektrische Erhitzung die Austrittsarbeit oder Ar
beitsfunktion W übersteigt, wobei es sich hier um die mi
nimale Energie freier Elektronen (2) zum Austritt aus der
Oberfläche handelt, so werden Elektronen (4) von Gebieten
in der Nähe der Fadenoberfläche emittiert. Anders ausge
drückt hat die kinetische Energie der Elektronen eine Be
ziehung wie folgt:
(½)mV² = hϑ + ckT - W < 0 Fig. 2 shows a section of an embodiment of a laser irradiation gun;
In the laser irradiation electron can according to the invention, a tip or end part of a thread is irradiated by a laser as mentioned above. If, as shown in Fig. 1, photons ( 3 ) are irradiated with a frequency ϑ on the surface of a pointed part ( 1 ) of the thread, the free electrons ( 2 ) near the surface of the thread receive energy hϑ (das Symbol h means the Plank constant) due to the photoelectric effect. If a sum of this energy and the free electrons ( 2 ) thermal energy given by both laser irradiation heating and electrical heating exceeds the work function or work function W, this is the minimum energy of free electrons ( 2 ) to exit from the Surface acts, so electrons ( 4 ) are emitted from areas near the thread surface. In other words, the kinetic energy of the electrons has a relationship as follows:
(½) mV² = hϑ + ckT - W <0
hϑ: Energie des Laserphotons (gegeben durch den pho
toelektrischen Effekt)
ckT: thermische Energie
c = 0 - 1
k = Boltzmannsche Konstante
T = absolute Temperatur eines Spitzenteils des Fa
dens
W: Arbeitsfunktion.hϑ: energy of the laser photon (given by the photoelectric effect)
ckT: thermal energy
c = 0-1
k = Boltzmann constant
T = absolute temperature of a tip part of the thread
W: work function.
Diese Beziehung gibt die Bedingung für vom Faden zu emi ttierende Elektronen an. Die Laserbestrahlung, die elek trische Erwärmung oder Erhitzung des Fadens und des Krüm mungsradius R würden vorzugsweise eingestellt, um die oben erwähnte Bedingung zu erfüllen. Die Austrittsarbeit (Arbeitsfunktion) W wird als eine Funktion des Radius (R) des spitzen Teils ausgedrückt. Wenn der Radius (R) ab nimmt, so wird die Arbeitsfunktion W kleiner, da die elektrische Feldstärke um den spitzen Teil (1) abnimmt und zwar hervorgerufen durch die Potentialdifferenz zwi schen dem Faden und der Ableitungselektrode zum Ableiten von Elektronen emittiert von der Fadenoberfläche. Dies hat die Emission von viel mehr Elektronen (4) zur Folge.This relationship specifies the condition for electrons to be emitted from the thread. The laser irradiation, the electric heating or heating of the thread and the radius of curvature R would preferably be set to meet the above-mentioned condition. The work function (work function) W is expressed as a function of the radius (R) of the pointed part. If the radius (R) decreases, the work function W becomes smaller, since the electric field strength around the pointed part ( 1 ) decreases, caused by the potential difference between the thread and the lead electrode for deriving electrons emitted from the thread surface. This results in the emission of many more electrons ( 4 ).
Im Falle der Elektronenkanone der Feldemissionsbauart ist der Radius (R) so klein (ungefähr eine Größenordnung von 100 nm), daß viel mehr Elektronen (4) infolge des Tunnel effektes emittiert werden.In the case of the electron gun of the field emission type, the radius (R) is so small (approximately an order of magnitude of 100 nm) that many more electrons ( 4 ) are emitted as a result of the tunnel effect.
Infolgedessen können Elektronenstrahlen in sehr hoher In tensität durch einen Synergieeffekt erzeugt werden und zwar des photoelektrischen Effekts, des thermischen Effekts, der Erhitzung und des quantenmechanischen Tun neleffekts infolge des Submikronradius der Krümmung.As a result, electron beams in very high In intensity are generated by a synergy effect and the photoelectric effect, the thermal one Effect, heating and quantum mechanical action effect due to the submicron radius of the curvature.
Wenn die Wellenlänge des Lasers abnimmt, so steigt wegen des Photoemissionseffektes die den Elektronen erteilte Energie an. Im allgemeinen wird folgendes in Betracht ge zogen: die Wellenlängenabhängigkeit der Quanteneffizienz, die das Verhältnis (%) ist, der Anzahl erzeugter Elektro nen zu der bestrahlter Photonen. Es wäre erwünscht, die Wellenlänge derart auszuwählen, daß es sie dem besten Zu stand oder der besten Bedingung entspricht: viele Elek tronen werden entsprechend der Austrittsarbeit oder Ar beitsfunktion emittiert, die Form und die elektrische Spannung angelegt an den Faden werden berücksichtigt. Im Falle eines Wolframfadens mit einer Arbeitsfunktion von 4,45 eV, der bei einer Elektronenkanone der thermioni schen Emissionsbauart und auch bei einer der Feldemissi onsbauart verwendet wurde, wird die Elektronenemission nur durch den Photoemissionseffekt erreicht und zwar durch Bestrahlung der Photonen deren Wellenlänge kleiner als 273 nm ist. Im Falle eines Fadens hergestellt aus dem Material mit niedrigerer Austrittsarbeit oder Arbeits funktion, wie beispielsweise LaB₆, dessen Arbeitsfunktion 2,66 eV ist, ist es nicht notwendig, Photonen zu wählen, deren Wellenlänge kleiner ist als die von sichtbaren Strahlen. Es wird jedoch in Betracht gezogen, daß eine kürzere Wellenlänge zu bevorzugen ist, solange die Wel lenlänge einer höheren Quanteneffizienz entspricht.If the wavelength of the laser decreases, it increases because of the photoemission effect that the electrons gave Energy. In general, the following are considered pulled: the wavelength dependence of quantum efficiency, which is the ratio (%) of the number of electrons generated to the irradiated photons. It would be desirable that Select wavelength in such a way that it best suits you stand or the best condition: many elec Tronen are according to the work function or Ar work function emitted, the form and the electrical Tension applied to the thread is taken into account. in the Case of a tungsten thread with a work function of 4.45 eV, which with an electron gun of the thermioni emission type and also at one of the field emissions Onsbauart was used, the electron emission only achieved through the photoemission effect by irradiating the photons whose wavelength is smaller than 273 nm. In the case of a thread made from the Material with lower work function or labor function, such as LaB₆, its work function Is 2.66 eV, it is not necessary to choose photons, whose wavelength is smaller than that of visible ones Rays. However, it is contemplated that a shorter wavelength is preferred as long as the wel length corresponds to a higher quantum efficiency.
Die Anzahl der von dem spitzen Teil emittierten Elektro nen steigt mit dem Anstieg der den Faden bestrahlenden Laserintensität an. Impulswellen sind für die kurzzeitbe lichtete Abbildung nicht geeignet, da die Anzahl der von dem Faden emittierten Elektronen sich wie ein Impuls än dert und insofern als die Temperatur einer durch Elektro nenstrahlen bestrahlten Probe sich ebenfalls wie ein Im puls bei der Änderung der Strahlen ändert. In diesem Zu sammenhang kann man sagen, daß eine kontinuierliche La serbestrahlung gegenüber einer impulsartigen Laserbe strahlung zu bevorzugen ist. Solche Probleme aber wären nicht kritisch im Falle, daß die Belichtungszeit für die Abbildung wesentlich länger ist als die Impulsdauer.The number of electro emitted by the pointed part nen increases with the increase in the irradiating the thread Laser intensity. Pulse waves are for the short-term The illustration is not suitable because the number of the thread emitted electrons like a pulse changed and in so far as the temperature one by electro sample also irradiated like an Im pulse changes when the rays change. In this To context it can be said that a continuous La radiation compared to a pulsed laser beam radiation is preferable. Such problems would be not critical in the event that the exposure time for the Figure is much longer than the pulse duration.
In jedem Falle würde die geeignetste Wellenlänge, die ei ne große Anzahl von emittierten Elektronen zur Folge hat, derart ausgewählt werden, daß man auch solche Parameter in Betracht zieht wie das Fadenmaterial (Arbeitsfunktion und Schmelzpunkt), die Form, die angelegte elektrische Spannung, die Temperatur und die Quanteneffizienz.In any case, the most suitable wavelength, the egg result in a large number of emitted electrons, can be selected in such a way that such parameters can also be takes into account how the thread material (work function and melting point), the shape, the electrical applied Voltage, temperature and quantum efficiency.
Was die Materialien für einen Faden anlangt, so sind Wolfram (W) und hexagonales Lanthanborid (LaB₆) die popu lärsten Materialien und wurden konventioneller Weise ver wendet. Kürzlich wurde auch ZrO/W als ein wahlweiser Fa den für die Elektronenkanone der Feldemissionsbauart an gewandt.As far as the materials for a thread are concerned Tungsten (W) and hexagonal lanthanum boride (LaB₆) die popu lärste materials and were ver conventionally ver turns. Recently ZrO / W was also chosen as an optional that for the electron gun of the field emission type agile.
Diese Materialien sind exellent insofern, als ihre Schmelzpunkte hoch liegen, die Austrittsarbeit (Arbeitsfunktion) niedrig ist, die Bearbeitung zur Aus bildung einer scharfen Spitze verfügbar ist und daß diese Materialien ferner im Vakuum und bei hohen Temperaturen über eine lange Zeit (lange Lebensdauer) stabil sind. Bei der Auswahl der geeignetsten Wellenlänge werden diese Ma terialien für den Faden wie auch mehrere Eigenschaften des Lasers in Betracht gezogen. These materials are excellent in that theirs The melting point is high, the work function (Work function) is low, the machining to off formation of a sharp tip is available and that this Materials also in vacuum and at high temperatures are stable over a long time (long service life). At the selection of the most suitable wavelength will measure this materials for the thread as well as several properties of the laser.
Die erfindungsgemäße Laserbestrahlungs-Elektronenkanone kann Elektronenstrahlen mit ultrahoher Intensität erzeu gen, und zwar entsprechend einem synergistischen Effekt aus dem photoelektrischen Effekt bewirkt durch die Laser bestrahlung des spitzen Teils des Fadens der Elektronen kanone der thermischen Feldemissonsbauart oder der ther mionischen Emissionsbauart, des quantenmechanischen Tun neleffektes und des thermischen Effektes der Erhitzung. Im Falle, daß die Elektronenkanone der thermionischen Emissionsbauart verwendet wird, kann die Erzeugung von Elektronenstrahlen mit ultrahoher Intensität mit geringen Kosten erreicht werden.The laser irradiation electron gun according to the invention can produce ultra high intensity electron beams gene, according to a synergistic effect from the photoelectric effect caused by the laser irradiation of the pointed part of the thread of the electrons Cannon of thermal field emission type or ther ionic emission design, quantum mechanical action effect and the thermal effect of the heating. In the event that the electron gun of the thermionic Emission design is used, the generation of Ultra high intensity electron beams with low Costs are achieved.
Die Elektronenstrahlen mit höherer Intensität sind für Elektronenmikroskope aus folgenden Gründen vorteilhaft:The higher intensity electron beams are for Electron microscopes are advantageous for the following reasons:
- a) die Bildqualität, nämlich das Signal zu Rauschverhält nis wird bei kurzzeitig belichteter Abbildung verbessert. Die Kurzzeitbelichtungsabbildung überwindet beispielswei se die Verschlechterung der Auflösungsleistung, die durch geringe Drifts oder Schwingungen der Probe in der kryon genischen Observation hervorgerufen wird. Eine Kombina tion der Kurzzeitfotografie und der Elektronenstrahlen mit hoher Intensität verbessert die Auflösungsleistung in der kryogenen Observation.a) the image quality, namely the signal to noise ratio nis is improved when the image is briefly exposed. For example, the short exposure imaging overcomes se the deterioration in resolution performance caused by slight drifts or vibrations of the sample in the kryon genetic observation. A Kombina tion of short-term photography and electron beams with high intensity improves the resolution performance in the cryogenic observation.
- b) die Kohärenz der Elektronenwelle wird natürlich mit hoher Intensität verbessert und daher ist die Elektronen strahlholografie verfügbar. Die Elektronenstrahlhologra fie ist anwendbar auf eine direkte Observation des Ma gnetfeldes in dem Material. Dies sei als Beispiel ge nannt. Eine Observation des Fluxoidquantums in Oxidsuper leitern ist während ihres superleitenden Zustandes ver fügbar. Die Elektronenstrahlholografie selbst verbessert auch die Auflöseleistung der Elektronenmikroskope. Ausge zeichnete Funktionen der Elektronenstrahlholografie wer den mit hoher Intensität erwartet. b) The coherence of the electron wave is of course with high intensity improves and therefore the electrons beam holography available. The electron beam hologra fie is applicable to a direct observation of the Ma gnetfeldes in the material. This is ge as an example called. An observation of the fluxoid quantum in oxide super conductors are ver during their superconducting state available. Electron beam holography itself improved also the resolving power of the electron microscope. Except recorded functions of electron beam holography who expected with high intensity.
- c) die Auflösungsleistung der Elektronenmikroskope wird durch die Kohärenzverbesserung verbessert. Eine solche Verbesserung ist unter bestimmten Bedingungen der soge nannten Informationsgrenze gegeben.c) the resolving power of the electron microscope improved through the improvement of coherence. Such Under certain conditions, improvement is the so-called given information limit.
- d) die Analysezeit der analytischen Elektronenmikroskope kann verkürzt werden. Die Quantität oder Größe der Pro bendrift während der Analyse der Elemente wird klein und die Präzision der Analysepositionen wird verbessert. Im allgemeinen wird mehr als die kritische Zahl der Röntgen strahlphotonen, erzeugt durch die Elektronenbestrahlung notwendig, um eine präzise Analyse auszuführen.d) the analysis time of the analytical electron microscope can be shortened. The quantity or size of the pro bendrift during the analysis of the elements becomes small and the precision of the analysis positions is improved. in the general will be more than the critical number of x-rays ray photons generated by electron radiation necessary to perform a precise analysis.
Die Elektronenstrahlen, erzeugt durch die Laserbestrah lungs-Elektronenkanone haben mehrere der im folgenden aufgezählten Merkmale:The electron beams generated by the laser beam Power electron gun have several of the following listed features:
- i) Die Energieverteilung der Elektronen ist schmal.i) The energy distribution of the electrons is narrow.
- ii) Die kinetische Energie ist kontinuierlich stabil.ii) The kinetic energy is continuously stable.
- iii) Die Intensität ist kontinuierlich stabil mindestens in einem Intervall von mehr als einer Sekunde.iii) The intensity is continuously stable at least in an interval of more than one second.
- iv) Die Fokussierung ist ausgezeichnet.iv) The focus is excellent.
Es sei nunmehr ein Beispiel erläutert, um die Erfindung im einzelnen darzulegen. Die Erfindung ist freilich nicht auf das folgendes Ausführungsbeispiel beschränkt.An example of the invention will now be explained to explain in detail. The invention is of course not limited to the following embodiment.
Wie in Fig. 1 bzw. 2 gezeigt, wird ein von einem Laseros zillator (6) emittierter Laser oder Laserstrahl durch ei ne Linse (7a und 7b) eingestellt und seine Richtung wird durch Reflektionsspiegel (8a, 8b) ausgerichtet. Der Laser oder Laserstrahl wird in die Innenseite oder das Innere einer Elektronenkanone (18) durch ein Fenster (9) einge führt, wobei diese aus einer Linse (10) und einem trans parenten Glas (11) besteht. Sodann wird der Laser durch einen weiteren Reflektionsspiegel (16) oder einen konka ven Spiegel fokussiert und gelangt zu einem spitzen (einem einen geringen Krümmungsradius) Teil eines Fadens (12). Die Fokussierung und Ausrichtung der Laserstrahlung kann dadurch durchgeführt werden, daß man den spitzen Teil des Fadens (12) beobachtet, wobei das Bild des spit zen Teils durch eine Kamera (15) durch ein Beobachtungs- oder Observationsfenster (14) vergrößert werden kann. Diese Fokussierung und Ausrichtung wird durch Steuerung der Linse (7a, 7b und 10) erreicht und ferner durch die Reflektionsspiegel (8a, 8b und 16). Der Faden (12) wird durch die Laserstrahlung erhitzt und seine Temperatur wird durch elektrische Erhitzung gesteuert. Bei dieser Temperatursteuerung wird die Fadentemperatur detektiert und durch ein Pyroskop durch Fenster (14) reguliert. Eine große Anzahl von Elektronen wird von der Oberfläche des Fadenspitzenteils, der durch den Laser bestrahlt wird, emittiert und durch eine Ableitungselektrode (13), die auf eine Plusspannung eingestellt ist, abgeleitet. Diese Elektronen werden durch einen Fokussierelektromagneten (17) fokussiert und sodann werden sie zur einer Proben kammer eines Mikroskops durch ein Beschleunigungsrohr ge leitet. Die Laserbestrahlungs-Elektronenkanone kann auch bei Vorrichtungen und Technologien Einsatz finden, bei denen eine Elektronenkanonen mit hoher Intensität und ho her Qualität erforderlich ist.As shown in Fig. 1 and 2, a laser or laser beam emitted by a Laseros zillator ( 6 ) is adjusted by ei ne lens ( 7 a and 7 b) and its direction is aligned by reflection mirrors ( 8 a, 8 b). The laser or laser beam is introduced into the inside or inside of an electron gun ( 18 ) through a window ( 9 ), which consists of a lens ( 10 ) and a transparent glass ( 11 ). The laser is then focused by a further reflection mirror ( 16 ) or a concave mirror and arrives at an acute (a small radius of curvature) part of a thread ( 12 ). The focusing and alignment of the laser radiation can be carried out by observing the pointed part of the thread ( 12 ), wherein the image of the pointed part can be enlarged by a camera ( 15 ) through an observation or observation window ( 14 ). This focusing and alignment is achieved by controlling the lens ( 7 a, 7 b and 10 ) and also by the reflection mirror ( 8 a, 8 b and 16 ). The thread ( 12 ) is heated by the laser radiation and its temperature is controlled by electrical heating. With this temperature control, the thread temperature is detected and regulated by a pyroscope through window ( 14 ). A large number of electrons are emitted from the surface of the thread tip part which is irradiated by the laser and are discharged through a lead electrode ( 13 ) which is set to a plus voltage. These electrons are focused by a focusing electromagnet ( 17 ) and then they are passed to a sample chamber of a microscope through an acceleration tube. The laser irradiation electron gun can also be used in devices and technologies which require high intensity, high quality electron guns.
Zusammenfassend sieht die Erfindung Mittel vor zur Laser bestrahlung eines spitzen Teils oder eines einen kleinen Krümmungsradius aufweisenden Teils eines Fadens und zwar für eine Elektronenkanone der thermischen Feldemissions bauart oder der thermionischen Emissionsbauart.In summary, the invention provides means for lasers irradiation of a pointed part or a small one Part of a thread having a radius of curvature, namely for an electron gun of thermal field emission type or the thermionic emission type.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7018258A JPH08212952A (en) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | Laser irradiation type electron gun |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19604272A1 true DE19604272A1 (en) | 1996-08-08 |
Family
ID=11966663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996104272 Ceased DE19604272A1 (en) | 1995-02-06 | 1996-02-06 | Electron gun with laser beam heating, for scanning or transmission electron microscopy or e-beam holography |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08212952A (en) |
DE (1) | DE19604272A1 (en) |
NL (1) | NL1002246C2 (en) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002076156A1 (en) * | 2001-03-15 | 2002-09-26 | Lzh Laserzentrum Hannover E.V. | Method and device for generating euv radiation |
DE10255767A1 (en) * | 2002-11-28 | 2004-06-17 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Electron-beam-generating method for an electron beam generator emits electrons in a vacuum beam-generating chamber from a heated cathode's emission surface |
US6828565B2 (en) | 2002-09-26 | 2004-12-07 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Electron beam source, electron optical apparatus using such beam source and method of operating and electron beam source |
EP1735811A2 (en) * | 2004-04-02 | 2006-12-27 | California Institute of Technology | Method and system for ultrafast photoelectron microscope |
US7554097B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-06-30 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7554096B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-06-30 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7557359B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-07-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7557358B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-07-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7557361B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-07-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7557360B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-07-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
WO2009151458A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Carl Zeiss Smt, Inc. | Ion sources, systems and methods |
US7786452B2 (en) | 2003-10-16 | 2010-08-31 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7786451B2 (en) | 2003-10-16 | 2010-08-31 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7804068B2 (en) | 2006-11-15 | 2010-09-28 | Alis Corporation | Determining dopant information |
US8110814B2 (en) | 2003-10-16 | 2012-02-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
WO2013121021A1 (en) | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Device and method for emitting electrons and device comprising such a system for emitting electrons |
DE102013108603A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Von Ardenne Gmbh | Radiation source, apparatus and method for rapid heat treatment of coatings |
CN104766776A (en) * | 2014-01-07 | 2015-07-08 | 中国科学院物理研究所 | Multifunctional ultrafast electron gun of transmission electron microscope |
US9159527B2 (en) | 2003-10-16 | 2015-10-13 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Systems and methods for a gas field ionization source |
EP3561850A1 (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-30 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Electron emitting apparatus and method for emitting electrons |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5071699B2 (en) * | 2004-11-04 | 2012-11-14 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Apparatus for local coating of high quantum efficiency material on cathode tip of photocathode type electron beam source |
CN103392216B (en) | 2011-02-25 | 2016-10-05 | 株式会社Param | Electron gun and electron beam device |
JP5709922B2 (en) * | 2013-03-29 | 2015-04-30 | 株式会社Param | Electron gun and electron beam device |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS557656B2 (en) * | 1972-07-17 | 1980-02-27 | ||
JPS4961595A (en) * | 1972-10-11 | 1974-06-14 | ||
NL7605820A (en) * | 1976-05-31 | 1977-12-02 | Philips Nv | ELECTRON BEAM TUBE WITH FIELD EMISSION ELECTRONIC SOURCE, FIELD EMISSION ELECTRONIC SOURCE FOR SUCH ELECTRONIC BEAM TUBE AND METHOD FOR MANUFACTURE OF SUCH FIELD EMISSION ELECTRONIC SOURCE. |
KR970005769B1 (en) * | 1992-08-27 | 1997-04-19 | 가부시끼가이샤 도시바 | Magnetic immersion field emission electron gun |
JPH06333525A (en) * | 1993-05-21 | 1994-12-02 | Beam Tec:Kk | Charged particle beam irradiation device |
JPH0714503A (en) * | 1993-06-25 | 1995-01-17 | Laser Gijutsu Sogo Kenkyusho | Laser hot cathode structure |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP7018258A patent/JPH08212952A/en active Pending
-
1996
- 1996-02-05 NL NL1002246A patent/NL1002246C2/en not_active IP Right Cessation
- 1996-02-06 DE DE1996104272 patent/DE19604272A1/en not_active Ceased
Cited By (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002076156A1 (en) * | 2001-03-15 | 2002-09-26 | Lzh Laserzentrum Hannover E.V. | Method and device for generating euv radiation |
EP1403898A3 (en) * | 2002-09-26 | 2008-09-17 | Carl Zeiss NTS GmbH | Electron beam source, electron-optical apparatus comprising an electron beam source and method of operating an electron beam source |
US6828565B2 (en) | 2002-09-26 | 2004-12-07 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Electron beam source, electron optical apparatus using such beam source and method of operating and electron beam source |
DE10255767A1 (en) * | 2002-11-28 | 2004-06-17 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Electron-beam-generating method for an electron beam generator emits electrons in a vacuum beam-generating chamber from a heated cathode's emission surface |
US7786451B2 (en) | 2003-10-16 | 2010-08-31 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US9012867B2 (en) | 2003-10-16 | 2015-04-21 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Ion sources, systems and methods |
US7554096B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-06-30 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7557359B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-07-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7557358B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-07-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7557361B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-07-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7557360B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-07-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US9236225B2 (en) | 2003-10-16 | 2016-01-12 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Ion sources, systems and methods |
US9159527B2 (en) | 2003-10-16 | 2015-10-13 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Systems and methods for a gas field ionization source |
US7786452B2 (en) | 2003-10-16 | 2010-08-31 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US7554097B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-06-30 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
US8748845B2 (en) | 2003-10-16 | 2014-06-10 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Ion sources, systems and methods |
US8110814B2 (en) | 2003-10-16 | 2012-02-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
EP1735811A4 (en) * | 2004-04-02 | 2009-08-19 | California Inst Of Techn | Method and system for ultrafast photoelectron microscope |
US7915583B2 (en) | 2004-04-02 | 2011-03-29 | California Institute Of Technology | Method and system for ultrafast photoelectron microscope |
EP1735811A2 (en) * | 2004-04-02 | 2006-12-27 | California Institute of Technology | Method and system for ultrafast photoelectron microscope |
US7804068B2 (en) | 2006-11-15 | 2010-09-28 | Alis Corporation | Determining dopant information |
US9029765B2 (en) | 2008-06-13 | 2015-05-12 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Ion sources, systems and methods |
US8461557B2 (en) | 2008-06-13 | 2013-06-11 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Ion sources, systems and methods |
WO2009151458A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Carl Zeiss Smt, Inc. | Ion sources, systems and methods |
FR2987165A1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-23 | Centre Nat Rech Scient | ELECTRON EMISSION DEVICE AND METHOD AND DEVICE COMPRISING SUCH ELECTRON EMISSION SYSTEM |
WO2013121021A1 (en) | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Device and method for emitting electrons and device comprising such a system for emitting electrons |
DE102013108603B4 (en) * | 2013-08-08 | 2015-05-13 | Von Ardenne Gmbh | Radiation source, apparatus and method for rapid heat treatment of coatings |
DE102013108603A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Von Ardenne Gmbh | Radiation source, apparatus and method for rapid heat treatment of coatings |
CN104766776A (en) * | 2014-01-07 | 2015-07-08 | 中国科学院物理研究所 | Multifunctional ultrafast electron gun of transmission electron microscope |
CN104766776B (en) * | 2014-01-07 | 2016-09-28 | 中国科学院物理研究所 | Multi-functional ultra-fast transmission electron microscope electron gun |
EP3561850A1 (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-30 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Electron emitting apparatus and method for emitting electrons |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL1002246A1 (en) | 1996-08-06 |
JPH08212952A (en) | 1996-08-20 |
NL1002246C2 (en) | 1998-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19604272A1 (en) | Electron gun with laser beam heating, for scanning or transmission electron microscopy or e-beam holography | |
DE112009003724B4 (en) | Use of an electron beam device | |
DE69830664T2 (en) | DEVICE FOR EMITTING A LOADED PARTICLE BEAM | |
DE2826273A1 (en) | CATHODE TUBE WITH COLD CATHODE | |
DE102006043895A1 (en) | Electron microscope for inspecting and processing an object with miniaturized structures and associated method | |
DE3924605A1 (en) | GRID ELECTRON MICROSCOPE | |
DE69133256T2 (en) | Scanning electron microscope and imaging method | |
DE112015001235B4 (en) | DEVICE AND METHOD FOR ELECTRON BEAM IMAGING USING A MONOCHROMATOR WITH DOUBLE WIEN FILTER AND MONOCHROMATOR | |
DE2151167B2 (en) | Electron beam micro analyzer with Auger electron detection | |
EP1403898B1 (en) | Electron beam source, electron-optical apparatus comprising an electron beam source and method of operating an electron beam source | |
DE69738332T2 (en) | CARGO CARRIER BEAM emitting device | |
DE2459091B2 (en) | Beam generating system of a cathode ray tube | |
DE2430696A1 (en) | ELECTRON MICROSCOPE | |
DE2116289C3 (en) | Scanning electron microscope | |
DE19647975C2 (en) | Reflection electron microscope | |
DE2821597A1 (en) | USE OF A SYSTEM FOR GENERATING A FLAT ELECTRON BEAM WITH PURELY ELECTROSTATIC FOCUSING IN AN X-RAY TUBE | |
EP0401658B1 (en) | Scanning tunneling microscope with arrangements for detecting electrons coming from the sample | |
DE2540602C2 (en) | ||
DE19915572A1 (en) | Immersion lens for electron beam projection system | |
DE3943211C2 (en) | Imaging electron optical device | |
DE2161027C3 (en) | Electron gun with a cathode to be heated by an energy beam | |
DE879876C (en) | Device with electron-optical imaging of a photoelectric cathode | |
DE2840567A1 (en) | STRIPED TUBE FOCUSED ON NEARBY AND STRIPED CAMERA WITH A STRIPED TUBE | |
DE2043749B2 (en) | Scanning corpuscular beam microscope | |
DE2000889A1 (en) | Electron gun and electron beam device provided with it |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |