| 講演名 | 2021-12-09 グラフェン平面陰極搭載の走査型電子顕微鏡用電子銃の最適設計 亀田 ゆきの(静岡大/産総研), 村上 勝久(産総研), 長尾 昌善(産総研), 三村 秀典(静岡大), 根尾 陽一郎(静岡大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 走査型電子顕微鏡(SEM)は電子銃、電子線を収束させるための複数の電子レンズなどで構成されている。SEM用新規電子銃として低真空低電圧で動作可能であり、直進性の高い電子線が得られるグラフェン平面陰極を用いることで、ビームを絞るための電子光学系を簡略化し、ターボ分子ポンプなどの高真空のための設備も不要となる可能性がある。本研究では、グラフェン平面陰極を搭載した安価で簡便な高性能SEMの開発を目的として、グラフェン平面陰極のビーム放出時の電子の初期広がり角を計測した。電子の初速度の計算によりグラフェン平面陰極の放出電子のもつ初期角度は30.2°であることが分かった。また、電子軌道シミュレーションからビームの広がりを抑制するための収束電極を電子銃周りに搭載することで、電子ビームの広がりが抑制できることが分かり、実際に電極作製し、SEMへの搭載を行った。しかしながら、収束電極構造を用いた場合、電子ビームの光軸のずれがプローブ電流の増減に大きな影響を与えることが分かった。 |
| 抄録(英) | A planar type electron gun using graphene gate electrode can be operated in a low vacuum condition and a low applied voltage. In addition, electron beams emitted from the planar type electron guns have very small divergence angle. These unique features allow us to develop the low-cost and high-permeance scanning electron microscope (SEM) since there are no need for the turbomolecular pump and the complex electron optics. In this study, the initial divergence angle of the electron beams at the surface of the graphene planar type electron gun was measured in order to design the optimal planar type electron gun for SEM. The initial divergence angle of the electron beam emitted from the graphene planar type electron gun was approximately 30.2 degree. We further revealed that the brooding of the electron beams can be suppressed using the focusing electrode placed near the electron guns by the simulation of the electron trajectory. However, slight off axis of the electron beam was found to strongly affect the amount of the probe current of the SEM from both of the experiment and simulation using the focusing electrode. |
| キーワード(和) | 走査型電子顕微鏡 / 平面型電子放出素子 / MOS / グラフェン |
| キーワード(英) | SEM / planar type electron emission device / graphene / MOS |
| 資料番号 | ED2021-47 |
| 発行日 | 2021-12-02 (ED) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED |
|---|---|
| 開催期間 | 2021/12/9(から1日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 電子管と真空ナノエレクトロニクスおよびその関連評価技術 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 藤代 博記(東京理科大) |
| 委員長氏名（英） | Hiroki Fujishiro(Tokyo Univ. of Science) |
| 副委員長氏名（和） | 葛西 誠也(北大) |
| 副委員長氏名（英） | Seiya Sakai(Hokkaido Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 小谷 淳二(富士通研) / 堤 卓也(NTT) |
| 幹事氏名（英） | Junji Kotani(Fjitsu Lab.) / Takuya Tsutsumi(NTT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 磯野 僚多(サイオクス) / 山本 佳嗣(三菱電機) |
| 幹事補佐氏名（英） | Ryota Isonoi(SCIOCS) / Yoshitugu Yamamoto(Mitsubishi Electric) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electron Devices |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | グラフェン平面陰極搭載の走査型電子顕微鏡用電子銃の最適設計 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Optimal design of planar type electron gun using graphene gate electrode for microscope |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 走査型電子顕微鏡 / SEM |
| キーワード(2)（和/英） | 平面型電子放出素子 / planar type electron emission device |
| キーワード(3)（和/英） | MOS / graphene |
| キーワード(4)（和/英） | グラフェン / MOS |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 亀田 ゆきの / Yukino Kameda |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 静岡大学/国立研究開発法人 産業技術総合研究所(略称：静岡大/産総研) Shizuoka University/National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(略称：Shizuoka Univ. /AIST) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 村上 勝久 / Katsuhisa Murakami |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人 産業技術総合研究所(略称：産総研) National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(略称：AIST) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 長尾 昌善 / Masayoshi Nagao |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人 産業技術総合研究所(略称：産総研) National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(略称：AIST) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 三村 秀典 / Hidenori Mimura |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 静岡大学(略称：静岡大) Shizuoka University(略称：Shizuoka Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 根尾 陽一郎 / Yoichiro Neo |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 静岡大学(略称：静岡大) Shizuoka University(略称：Shizuoka Univ.) |
| 発表年月日 | 2021-12-09 |
| 資料番号 | ED2021-47 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | ED-290 |
| ページ範囲 | pp.47-50(ED), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2021-12-02 (ED) |