1993 Fiscal Year Annual Research Report
微小集積化冷陰極(マイクロエミッター)による高輝度電子ビームの生成
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05452385
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石塚 浩 福岡工業大学, 工学部, 教授 (50015517)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増崎 克 金沢大学, 理学部, 教授 (10110602)
武田 薫 福岡工業大学, 工学部, 助手 (90236464)
中原 百合子 福岡工業大学, 工学部, 助手 (00237364)
時田 正彦 福岡工業大学, 工学部, 教授 (70099026)
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| Keywords | 高輝度電子ビーム / マイクロビーム / エミッタンス測定 / 微小集積化冷陰極 / マイクロ3極管アレイ / 電子銃 / 真空マイクロエレクトロニクス / 自由電子レーザ |
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| Research Abstract |
本研究は、輝度が従来の値より一桁以上高い電子線を実現する為の基礎を築くことを目標に、2年計画で出発した。その初年度分として、以下の如く、電子源と計測法とに関する検討および実験装置の整備を行った。
1.Spindt型マイクロエミッターの電子流放出特性の測定
直流から1mus以下の短パルスにわたって電子流放出を観測した。電流値の引出し電圧依存性は広い範囲で理論と一致したが、電流値が大きくなると理論より下方に外れた。放出面が直径1mmの標準型陰極ではピーク電流値40mA、また表面が7.5mum×7.5mumの高電流密度型陰極では最大電流密度40A/cm^2を観測した。
2.新型エミッタ(収束電極付きマイクロエミッター)の設計、ならびに製作に関する調査
計算機コードを用いて、平行ビームを射出する新型エミッタアレイの設計に着手した。その製作に関して、真空マイクロデバイスを研究している他機関を調査し、電子技術総合研究所で可能となったことを確認した。
3.ビームのエミッタンス測定法に関する理論的数値的考察
超高輝度マイクロビームの診断には従来の方法が適用出来ないので、前年来提案して来た新たな方法(4極子子レンズによる拡大法)についての検討を進め、本研究が対象とするビームに適用出来るとの結論を得た。
ビームの生成と計測に向けた実験装置の拡充・整備
(1)電界放出ティップからの電子放出を安定化し、またビーム計測を可能にする為に、従来使用して来た真空装置の改造を行った。真空度は2x10^<-9>torrとなり、マイクロエミッターが要求する値に達した。(2)ビームの形成、伝送、検出、計測の為の系を設計・製作した。現在、それらを一体としたテストと調整を進めている。
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[Publications] 石塚 浩: "Design Study of mm to nm Diameter Electron Beams for Submillimeter to X-rav Free-Electron Lasers" Nucl.Instr.Meth.A. 331. 577-580 (1993)
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[Publications] 石塚 浩: "マイクロエミッタの電子放出特性" 福岡工業大学エレクトロニクス研究所所報. 10. 51-57 (1993)
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[Publications] 石塚 浩: "Ultrahigh-Brightness Microbeams:Considerations for Their Generation and Relevance to FEL" Proceedings of 1993 Particle Accelerator Conference. 2. 1566-1568 (1994)
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[Publications] 石塚 浩: "超高輝度マイクロビームのエミッタンス測定" 日本原子力研究所 JAERI-M レポート. 印刷中. (1994)
