単結晶Cr電界放出陰極からの単色性電子ビーム放出の実証研究

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K14125
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 永井 滋一 三重大学, 工学研究科, 助教 (40577970)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 電界放出電子源 / 電子分光 / Cr

研究成果の概要

電子デバイス等の超微細化に伴う，電子ビームを用いた観察・分析装置に高い空間分解能とエネルギー分解能を実現するため，Crを陰極材料に用いた電界放出型電子源を開発し，放出電子のエネルギー幅を評価した。
超高真空下で，タングステン電界放出陰極上形成されたW{113}上の電子放出サイトの形成は，Cr微結晶の形成による局所的な電界増強因子の増大に起因することが明らかになった。放出電子のエネルギー幅は，放出電流の低下に伴って，1 eVから0.5 eVまで低下させることができた。Cr/Wスピン偏極電子源は，電子スピンとエネルギーのコヒーレント性を印加電圧によって切り替え可能な電子源であることが明らかになった。

自由記述の分野

荷電粒子線工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年のデバイスの縮小化は，半導体だけでなくスピントロニクス応用を目指した磁性体材料においても重要課題である。そのため，高輝度，狭いエネルギー幅のスピン偏極電子源は，スピン関連物理現象の解明，ならびにその応用にとって不可欠である。本研究で実証された電子スピンとエネルギーのコヒーレント性をもつCr/W{113}電子源は，印加電圧によって切り替え可能であり，次世代のスピン評価装置の実現に寄与すると考えられる。