钨枪尖阴极、电子枪以及扫描电镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钨枪尖阴极、电子枪以及扫描电镜，该钨枪尖阴极包括：第一延伸部；第二延伸部；尖端部，尖端部发叉分别与第一延伸部和第二延伸部相连，尖端部的横截面积小于第一延伸部的横截面积，且尖端部的横截面积小于第二延伸部的横截面积。本实用新型专利技术的钨枪尖阴极通过设计尖端部的横截面积小于第一延伸部的横截面积，且尖端部的横截面积小于第二延伸部的横截面积，从而提高了电子束的发射性能，降低了尖端部侧面高温熔化的概率，提高了钨枪尖阴极的使用寿命。钨枪尖阴极的使用寿命。钨枪尖阴极的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
钨枪尖阴极、电子枪以及扫描电镜


[0001]本技术属于扫描电镜部件领域，具体涉及一种钨枪尖阴极、电子枪以及扫描电镜。

技术介绍

[0002]扫描电镜作为对高分辨率微区进行形貌分析的大型精密仪器之一，已被广泛应用于检测材料的表面形貌、显微结构和能谱等领域。扫描电子显微镜的探针为电子，电子源的尺寸一般为微米甚至更小的量级。在扫描过程中，电子从加热的阴极枪尖中产生，经过多级电透镜和磁透镜的作用后，形成高频率扫描的电子束探针，从而对微观尺度下的材料信息进行检测分析。
[0003]枪尖为电子探针的来源，小直径和大电流的电子束流是评价枪尖性能的最重要的指标之一。热发射扫描电子显微镜的枪尖一般为钨材料，其工作原理是在高温条件下枪尖中的电子动能大幅度增加，当电子动能超过阴极材料表面的逸出功时，电子从枪尖表面发射，进而形成稳定的束流。为实现小直径和大电流的电子束流，枪尖的尖端一般非常尖锐，且工作温度一般需达到约2800K。
[0004]由于发射电子的速度差与温度成正比，电子速度差较大将导致成像过程中产生较大的像差，从而降低分辨率。另一方面，由于枪尖表面的蒸发作用，在50
‑
100小时的工作时间后，枪尖一般将会断裂，不利于使用。

技术实现思路

[0005]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种钨枪尖阴极、电子枪以及扫描电镜。本技术通过设计尖端部的横截面积小于第一延伸部的横截面积，且尖端部的横截面积小于第二延伸部的横截面积，从而提高了电子束的发射性能，降低了尖端部侧面高温熔化的概率，提高了钨枪尖阴极的使用寿命。
[0006]在本技术的第一个方面，本技术提出了一种钨枪尖阴极。根据本技术的实施例，所述钨枪尖阴极包括：
[0007]第一延伸部；
[0008]第二延伸部；
[0009]尖端部，所述尖端部发叉分别与所述第一延伸部和所述第二延伸部相连，所述尖端部的横截面积小于所述第一延伸部的横截面积，且所述尖端部的横截面积小于所述第二延伸部的横截面积。
[0010]根据本技术上述实施例的钨枪尖阴极，当发射束流的电流不变时，通过设计尖端部的横截面积小于第一延伸部的横截面积，且尖端部的横截面积小于第二延伸部的横截面积，有利于枪尖发射出更窄的束流，从而增强了电子束的发射亮度，提高了电子束的发射性能；在尖端部正常工作温度保持不变的情况下，通过设计尖端部的横截面积小于第一
延伸部的横截面积，且尖端部的横截面积小于第二延伸部的横截面积，减少了整个钨枪尖阴极的电流，从而降低了尖端部侧面高温熔化的概率，提高了钨枪尖阴极的使用寿命。
[0011]另外，根据本技术上述实施例的钨枪尖阴极，还可以具有如下附加的技术特征：
[0012]在本技术的一些实施例中，所述尖端部的横截面积与所述第一延伸部的横截面积的比值为(0.9
‑
0.95):1，所述尖端部的横截面积与所述第二延伸部的横截面积的比值为(0.9
‑
0.95):1。
[0013]在本技术的一些实施例中，所述尖端部的横截面积为0.00635
‑
0.0154平方毫米，所述第一延伸部的横截面积为0.00785
‑
0.0177平方毫米，所述第二延伸部的横截面积为0.00785
‑
0.0177平方毫米。
[0014]在本技术的一些实施例中，所述尖端部沿钨枪尖阴极的中心轴线对称。
[0015]在本技术的一些实施例中，所述第一延伸部沿第一方向的延伸线与所述第二延伸部沿第二方向的延伸线夹角α处于10
‑
30
°
范围，所述第一方向为所述第一延伸部的延伸方向，所述第二方向为所述第二延伸部的延伸方向。
[0016]在本技术的一些实施例中，所述第一延伸部在钨枪尖阴极的中心轴线上的正投影的长度b与所述尖端部在钨枪尖阴极的中心轴线上的正投影的长度c的比值为20
‑
50。
[0017]在本技术的一些实施例中，所述第一延伸部沿所述第一方向的长度为9
‑
11mm，所述第二延伸部沿所述第二方向的长度为9
‑
11mm。
[0018]在本技术的一些实施例中，所述第一延伸部的横截面的形状为矩形、圆或者梯形；和/或，所述第二延伸部的横截面的形状为矩形、圆或者梯形；和/或，所述尖端部的横截面的形状为矩形、圆或者梯形。
[0019]在本技术的第二个方面，本技术提出了一种电子枪，根据本技术的实施例，所述电子枪包括以上实施例所述的钨枪尖阴极。由此，提高了电子枪的发射性能，降低了尖端部侧面高温熔化的概率，提高了电子枪的使用寿命。
[0020]在本技术的第三个方面，本技术提出了一种扫描电镜，根据本技术的实施例，所述扫描电镜包括以上实施例所述的电子枪。上述扫描电镜具有上述电子枪的所有优点，在此不再赘述。
[0021]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0022]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1是根据本技术一个实施例的钨枪尖阴极示意图；
[0024]图2是根据本技术一个实施例的电子枪示意图。
[0025]附图标记：
[0026]100
‑
钨枪尖阴极，200
‑
固定架，300
‑
韦氏帽，400
‑
阳极，500
‑
电子束探针，600
‑
电子束，101
‑
第一延伸部，102
‑
第二延伸部，103
‑
尖端部。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本技术的实施例，上述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0028]在本技术的一个方面，本技术提出了一种钨枪尖阴极，参考附图1，钨枪尖阴极包括：第一延伸部101；第二延伸部102；尖端部103，上述尖端部发叉分别与上述第一延伸部和上述第二延伸部相连，上述尖端部的横截面积小于上述第一延伸部的横截面积，且上述尖端部的横截面积小于上述第二延伸部的横截面积。
[0029]在高温条件下，尖端部的电子动能会大幅度增加，当超过表面的逸出功时，电子从枪尖表面发射，从而形成稳定的电子束流。电子束流发射亮度为电子束流质量的指标，电子束流发射亮度与电子束流的电流大小成正比，与尖端部横截面积成反比，而工作温度又随本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钨枪尖阴极，其特征在于，包括：第一延伸部；第二延伸部；尖端部，所述尖端部发叉分别与所述第一延伸部和所述第二延伸部相连，所述尖端部的横截面积小于所述第一延伸部的横截面积，且所述尖端部的横截面积小于所述第二延伸部的横截面积。2.根据权利要求1所述的钨枪尖阴极，其特征在于，所述尖端部的横截面积与所述第一延伸部的横截面积的比值为(0.9
‑
0.95):1，所述尖端部的横截面积与所述第二延伸部的横截面积的比值为(0.9
‑
0.95):1。3.根据权利要求2所述的钨枪尖阴极，其特征在于，所述尖端部的横截面积为0.00635
‑
0.0154平方毫米，所述第一延伸部的横截面积为0.00785
‑
0.0177平方毫米，所述第二延伸部的横截面积为0.00785
‑
0.0177平方毫米。4.根据权利要求1所述的钨枪尖阴极，其特征在于，所述尖端部沿钨枪尖阴极的中心轴线对称。5.根据权利要求4所述的钨枪尖阴极，其特征在于，所述第一延伸部沿第一方向的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑传懋，卢志钢，柯雪敏，柯善文，阴达，陈阳，
申请(专利权)人：国仪量子合肥技术有限公司，
类型：新型
国别省市：