2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study of field emission under extremely low bias
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15K13504
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
水野 清義 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (60229705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
六田 英治 名城大学, 理工学部, 教授 (80298166)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電界放出 / タングステン針 / 電界誘起ガスエッチング / 電界イオン顕微鏡 / 表面構造解析 / 低速電子回折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
極低バイアス電子放出の再現をめざし、<111>と<110>方位を向いたタングステン針を、電界誘起ガスエッチングにより先鋭化して実験を繰り返した。エッチングガス種の選択、針ホルダーの形状および絶縁材料の検討を行った。その結果、<110>方位を向いたタングステン針を電界誘起酸素エッチングで先鋭化したときに、極低バイアス電子放出状態を得ることができた。針ホルダーは窒化アルミニウムを用い、液体窒素で冷却した場合であった。また、この状態は温度によって変化し、液体窒素温度では電界放出パターンは点状に収束しているが、室温付近まで温度が上昇するとリング状に広がったパターンへ可逆的に変化した。この現象は単純な電界放出では説明がつかないため、エキソ電子放出や、絶縁物のチャージアップの影響が示唆される。しかし、極低バイアス電子放出状態の再現確率が著しく低く、条件の確立には至らなかった。今後、放出電子線のエネルギー分析を行うために、2段の静電円筒型分光器を備えた検出器の整備を進めている。また、実験の過程で、低い引き出し電圧で広がり角が5度以下の電子線を効率良く得る方法を確立することができた。この方法は、電界放出電子線を用いた低速電子回折法の開発へ応用を進めている。
一方、低仕事関数の電子源として用いられているLaB6(100)単結晶表面の構造を低速電子回折により解析した。その結果、最表面はランタン原子であり、2層目のボロン原子との層間距離が結晶内部と比べて0.3 Å縮んでいることがわかった。これは以前に高分解能電子エネルギー損失分光の結果から示唆されていた表面構造と相反するものである。今後、(111)および(110)面についても低速電子回折による構造解析を行い、低仕事関数の電子放出過程を明らかにする。さらに、SiC表面上の酸窒化シリコン膜や銅表面上のビスマスや鉛などの吸着構造の解析を行うことができた。
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[Presentation] 六ホウ化ランタン(100)面の原子構造解析2016
Author(s)
高村 優, 倉地 由季, 久保 直也、浅井 泰尊, 村田 英一, 六田 英治, 中川 剛志, 水野 清義, 大谷 茂樹
Organizer
第77回応用物理学会秋季学術講演会
Place of Presentation
新潟市朱鷺メッセ
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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