場發(fā)射掃描電子顯微鏡陰極制備工藝研究.pdf

1、場發(fā)射掃描電子顯微鏡（簡稱場發(fā)射掃描電鏡）是研究微觀世界的重要工具之一，為人們在微納米尺度上研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)提供了有力的手段，在材料科學(xué)等眾多學(xué)科領(lǐng)域及質(zhì)量過程控制中得到日益廣泛的應(yīng)用。近年來，我國的電子顯微學(xué)有了一定的發(fā)展，但是同國外相比，我國目前在電子顯微鏡的研制方面技術(shù)相對薄弱，制造出的電子顯微鏡在穩(wěn)性定、可靠性、分辨率等方面與國外相比還有不小差距，尤其在場發(fā)射掃描電鏡研制方面。目前我國的場發(fā)射掃描電鏡研制尚處于起步階段，因此場發(fā)射

2、掃描電鏡的研制有著十分重要的意義。本論文研究的是場發(fā)射電子槍陰極發(fā)射體的制備，它是場發(fā)射掃描電鏡研制中的一個重要部分。
　　 本論文在總結(jié)國內(nèi)外電子槍陰極制備方法的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了制備陰極的工藝參數(shù)，探索了實現(xiàn)場發(fā)射陰極小曲率半徑的關(guān)鍵技術(shù)，組裝了肖特基熱場發(fā)射體，制備了硅基發(fā)射陰極。本文的主要內(nèi)容概括如下:
　　 1.理論上計算出場發(fā)射電鏡對發(fā)射陰極曲率半徑的要求:熱場發(fā)射情況下曲率半徑在200～300nm范圍內(nèi)，冷場發(fā)

3、射情況下曲率半徑小于100n m;
　　 2.利用電化學(xué)腐蝕制備的方法，在直流和交流電源下，我們分別從腐蝕電壓、腐蝕液濃度、極間距離和浸入溶液深度等因素優(yōu)化腐蝕制備工藝參數(shù)，并在交流情況下探索出變壓法和二次腐蝕法，制備出陰極鎢針尖的曲率半徑小于100nm，滿足了冷場發(fā)射情況中陰極針尖曲率半徑的要求;
　　 3.在組裝肖特基熱場發(fā)射陰極過程中，我們設(shè)計了電弧焊法用來焊接鎢絲，解決了高熔點W材料焊接的難題，另外，我們采用旋涂