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2013 年度 実績報告書

多段ゲート電界放出電子源を用いたマイクロカラムの開発と電子線顕微鏡への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23246065
研究機関静岡大学

研究代表者

三村 秀典  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (90144055)

研究分担者 根尾 陽一郎  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (50312674)
長尾 昌善  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 研究員 (80357607)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード多段ゲート電界放出電子源 / マイクロカラム / 電子ビーム / ビーム収束 / 収差 / 電子銃 / 静電レンズ
研究概要

本研究は電子顕微鏡等に利用できる静電レンズと電界放出微小電子源を一体形成したマイクロカラムを開発することを目的としている。平成24年度は、平成23年度に設計したマイクロカラムを実際に制作し、その機能が設計にかなったものであるかを調べるために、実際のマイクロカラムのビーム特性を測定した。その結果、ほぼ設計通りの機能を持つマイクロカラムを製作できていることがわかった。しかし、測定条件が400倍の拡大光学系とはいえ、ビーム径40ミクロン程度と、電子顕微鏡のマイクロカラムに応用するためには、まだビーム径が大きい。そこで、より小さなビーム径を得るためにウエネルト電極の検討を始めた。ウエネルト電極の効果の検討は、エミッタティップ、ウエネルト電極、電子引き出し電極の2段ゲート電界放出電子源構造を、電子ビーム軌道解析により設計して行った。電子源から放出される電子ビームの初期放出角度分散をできるだけ小さくするために、ウエネルト電極の高さをエミッタティップより100nm低くした。実際にこの2段ゲート電界放出電子源を製作し、この電子源の電子放出特性とウエネルト電極の効果を測定した。その結果、ウエネルト電極に印可する電圧を変化することにより、初期の角度分散を制御することができることがわかった。これにより、平成24年度に開発したマイクロカラムにウエネルト電極を一体形成することにより、電子顕微鏡等に利用できるマイクロカラムを実現できることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Field Emitter Equipped With a Suppressor to Control Emission Angle2013

    • 著者名/発表者名
      A.Koike, Y.Neo, H.Mimura, H.Murata, T.Yoshida, T.Nishi, and M.Nagao
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: Vol.34 ページ: 704-706

    • DOI

      10.1109/LED.2013.2252598

    • 査読あり
  • [学会発表] Performance of Microclumn for Fine Electron Beam Applications2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo, A. Koike, H. Mimura, H. Murata, T. Yoshida, T. Nish, and M. Nagao
    • 学会等名
      20th Inter, Display Workshop
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • 年月日
      20131204-20131206
    • 招待講演
  • [学会発表] 静電レンズ一体型Field Emitter Arrayの電子軌道解析2013

    • 著者名/発表者名
      村田英一、下山 宏、根尾陽一郎、三村秀典、吉田知也、長尾昌善
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告
    • 発表場所
      北海道大学、北海道
    • 年月日
      20131022-20131023
  • [学会発表] Novel Micro Column Using Multi-gated Field Emitters2013

    • 著者名/発表者名
      H. Mimura, Y. Neo, T. Aoki, T. Yoshida and M. Nagao
    • 学会等名
      2nd Inter. Conf. Materials, Energy and Environments
    • 発表場所
      関東学院大学、神奈川
    • 年月日
      20130808-20130809
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Muli-gated Field Emitters2013

    • 著者名/発表者名
      H. Mimura, Y. Neo, T. Aoki, T. Yoshida and M. Nagao
    • 学会等名
      13th Inter. Conf. on Quality in Research
    • 発表場所
      Sheraton Mustika Yogyakarta Resort & Spa, Indonesia
    • 年月日
      20130625-20130628
  • [学会発表] Novel Micro Column Using a Multi-gated Field Emitter2013

    • 著者名/発表者名
      H. Mimura, Y. Neo, T. Aoki
    • 学会等名
      2nd Inter. Conf. on Nanotechnlogy and Biomedical Engineering Energy and Environments
    • 発表場所
      Technical University of Moldova, Moldova
    • 年月日
      20130418-20130419
    • 招待講演
  • [学会発表] 多段ゲート型マイクロカラムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      根尾陽一郎、小池昭史、三村秀典、村田英一、西孝、吉田知也、長尾昌善
    • 学会等名
      第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学、京都
    • 年月日
      2013-09-18

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公開日: 2015-05-28  

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