Electron transport, Noise and Diagnostic of Shottky and Autoemission Cathodes
Project goals
The project deals with transport, fluctuation phenomena and non-destructive diagnostics in autoemission cathodes. The aim is to study properties and behavior of oxide layers on tungsten and allied metals formed by etching. The project focuses on the stability of electron emission, V?A and noise characteristics and emission divergence. The methodology is based on the analysis of noise spectral density at different vacuum levels, temperatures and electric field strengths. AEC feature some advantages overthermionic cathodes, as high current densities, good divergence and low costs; hence, they contribute to the development of vacuum electron sources for electron microscopes with submicron resolution. Their performance depends on oxide thickness, tip dimensions, electric field strength and vacuum level. Results will include an analysis of band diagrams, identification of sources of the emission current noise in relation to reliability, a model for optimal tip dimensions and development of optimal conditions for oxide layer growth in correlation with maximum emissivity and lifetime.
Keywords
Cold emission Physical model Band diagram 1/f noise Ions diffusionOxide layer
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 14 (SGA02011GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P102-11-0995
Alternative language
Project name in Czech
Transport elektronů, šum a diagnostika Shottkyho a autoemisních katod
Annotation in Czech
Projekt studuje transport, fluktuační jevy a nedestruktivní diagnostiku autoemisních katod (AEK). Cílem je prozkoumat vlastnosti a chování vrstev oxidu na wolframu a jemu blízkých kovech, vytvářených leptáním. Bude zkoumána stabilita elektronové emise dovakua, tvar V-A a šumových charakteristik a emisní divergence. Metodika výzkumu je založena na analýze spektrální hustoty šumu při proměnné úrovni vakua, teplotě a intenzitě elektrického pole. Výzkum AEK je těsně spjat s rozvojem vakuových elektronovýchzdrojů pro elektronové mikroskopy se submikronovým rozlišením. AEK mají řadu výhod oproti žhaveným katodám, např. vysoké proudové hustoty, dobrou divergenci a nízkou cenu. Výkon závisí na tloušťce oxidu formovaného anodickou oxidací, na rozměrech hrotů,elektrickém poli a hladině vakua. Výsledkem výzkumu bude analýza pásových diagramů, identifikace zdrojů šumu emisního proudu ve vztahu ke spolehlivosti, model optimálního rozměru hrotu v závislosti na elektrickém poli a vakuu a metoda optimálního růstuoxidových vrstev v korelaci s maximální emisí a životností.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JA - Electronics and optoelectronics
CEP - secondary branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - another secondary branch
—
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
20201 - Electrical and electronic engineering
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
During solution of the project were studied fundamental physical and chemical properties of the etching proces aimed at fabrication of autoemission electron cathodes. Among the acquired results were e.g. mechanical properties of etched wires, chemical solution of the etchant and parameters of the etching process. An automatic etching setup was designed, constructed and tested.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2013
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Jun 12, 2013
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP14-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jul 1, 2014
Finance
Total approved costs
1,926 thou. CZK
Public financial support
1,926 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
1 926 CZK thou.
Public support
1 926 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JA - Electronics and optoelectronics
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2013