| 研究概要 |
本研究の目的は,フェムト秒レーザーを用いて,FEDのエミッタティップを目指した微小電子源をレーザー加工プロセスのみで作製することである.本研究ではレーザーがコンタクトマスクを通過する際の回折現象を利用してレーザー強度分布に強弱を付け,これを金属表面に照射しアブレーションすることによって金属を除去し,1つの開口部内に多数の微細突起物を作製する.
H16年度は,照射パルス数,レーザー波長,マスク開口部長さ,タングステン表面とマスクとの距離をパラメーターとして系統的な実験を行い,微細突起物形成の主要因を探した.その結果、マスク開口部エッジからの回折が微細突起物形成の主要因であることがわかった。H17年度は,H16年度の成果を基にタングステン表面にマイクロスパイクアレイを作製し,電子源としての性能を評価する為電界放出電流を測定した.本研究で得られた電流密度は,窒素ドープCVDダイヤモンド,カーボンナノチューブ、グラファイトナノファイバー等と比較して2桁以上低かった.この理由として,作製されたマイクロスパイクの先端曲率半径にばらつきがあり,効果的な電界電子放出に寄与するマイクロスパイクの数が,面積と比較して少ないことが考えられる.この問題を克服すれば,電流密度を数桁以上増加させることが出来ると予想される.そうすると,CNT等と同等あるいはそれ以上の電流密度が低電圧で得られることになり,本手法は環境に優しいクリーンな微小電子源作製のパワフルツールとなりうる.
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