電子源の高機能化と低エネルギー分散化

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12135202
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 三村 秀典 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (90144055)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江上 典文 日本放送協会, 放送技術研究所, 主任研究員 ; 石塚 浩 福岡工業大学, 工学部, 教授 (50015517) ; 横尾 邦義 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60005428) ; 佐藤 信之 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (10178759) ; 嶋脇 秀隆 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (80241587)
• Keywords: 機能性電子源 / 変調電子ビーム / ダイヤモンド / カーボンナノチューブ / MOSトンネル陰極 / 共鳴トンネル陰極 / スミスパーセル効果 / GaAs / AlAs

Research Abstract

1.電子源の高機能化
・マイクロ波、ミリ波帯領域の変調電子ビームが発生できる微小電子源の開発を目指し、GaAsのガン効果を用いた微小電子源の開発を行った。横型GaAs微小電子源で、ガン効果に特徴付けられる電子放射を観測したため、実用面からより応用分野の広い縦型のGaAs微小電子源の開発に向けた研究に着手した。
・ダイヤモンドやカーボンナノチューブ(CN)などの炭素系陰極は、安定動作、低電圧駆動、大面積成膜、低価格が可能な電子源として注目されている。電子源の高機能化と電子放射機構の解明のため、単1のSiティップ上への単結晶ダイヤモンドや単一CNの成長実験を開始した。
・MOSトンネル陰極の高効率化を目指して、2重トンネル酸化膜を持つMOSトンネル陰極の試作とその原理実証を行った。この技術はSi/SiO2共鳴トンネル陰極の開発にもつながるものである。
2.放射電子の低分散化
・放射電子の低エネルギー分散化を目指し、GaAs/AlAs量子構造からなる共鳴トンネル陰極の開発を進めている。放射電子エネルギーの微細構造の計測を可能とするために、電子カウンテイングを取り入れた高分解能エネルギー分析器の準備を開始した。
3.微小電子源を用いたデバイス
・微小電子源から放射される低エネルギ-ビーム(10-40eV)と回折格子を用いて、スミスパーセル効果による可視光領域の放射を世界で初めて観測した。

Research Products

• [Publications] 三村: "半導体エミッタからの電子放射特性"電子情報通信学会論文誌. J83-C. 673-680 (2000)
• [Publications] H.Mimura: "GaAs lateral field emitters for generation of modulation beam using Gunn effect"13th Internatonal Vacuum Microelectronics Conferece. 234-235 (2000)
• [Publications] H.Mimura: "Resonant tunneling cathodes using GaAs/AlAs quantum structures"2000 International Conference on Solid State Devices and Materials. 104-105 (2000)
• [Publications] H.Mimura: "GaAs lateral field emitters for generation of modulation beam using Gunn effect"2nd European Field Emission Workshop. (2000)
• [Publications] 三村: "GaAs系電界放射陰極(II)"第61回応用物理学会学術講演会予稿集. 2. 661 (2000)