|
|
Контакты | Главная | Стартовая | Избранное | Поиск |
2008-02-12 12:28:47, обсуждение: 0
Рис.1. a) Схема устройства источника рентгеновского излучения, включающая в себя электронную пушку, линзу в виде соленоида, и мишень просвечивающего типа; b) вычисленная траектория электронов; c) микроизображение катода, поверхность которого однородно покрыта многослойными нанотрубками диаметром около 50 нм и длиной около 1 мкм. Для изготовления наконечника из вольфрамовой проволоки толщиной 250 мкм с заостренным концом использовали электрохимическое травление. УНТ на поверхности наконечника выращивали методом плазмохимического осаждения паров (PECVD) (Ni катализатор). Для улучшения адгезии нанотрубок на протравленную поверхность наконечника напыляли буферный слой нитрида титана. Степень однородности покрытия наконечника нанотрубками иллюстрируется микрофотографией (рис. 1с). С целью снижения эффекта сферической аберрации использовали электронную магнитную линзу на основе соленоида. Этой же цели служит диафрагма диаметром от 4 до 10 мм, помещаемая перед входом в линзу. Для того, чтобы соударения электронов с атомами внутри материала мишени не вызывали дополнительной расходимости пучка рентгеновского излучения в работе использовали мишень просвечивающего типа, толщина которой много меньше характерной длины пробега электронов в материале. Мишень представляла собой пленку Ве толщиной 500 нм и диаметром 20 мм с напыленным слоем W. Результаты измерений эмиссионных характеристик катода на основе УНТ и транспортных характеристик электронной пушки показаны на рис. 2. Рис. 2. Эмиссионные характеристики катода на основе УНТ и транспортные характеристики электронной пушки: ■ – ток эмиссии; ● – ток, теряемый на управляющем электроде; ▲ – ток, попадающий на мишень. На вставке показана вольтамперная характеристика в координатах Фаулера-Нордгейма. Измерения проводили при напряжении на катоде -40 кВ и варьируемом напряжении на сетке, помещенной на расстоянии 0.25 мм от катода. Напряженность электрического поля, обеспечивающая плотность тока эмиссии 10 мА/см2, составила 1.6 В/мкм. Полученное на основании результатов обработки зависимости Фаулера-Нордгейма величина коэффициента усиления электрического поля составила 2700. Столь высокое усиление достигается в результате использования специальной конфигурации катода, когда УНТ эмиттеры помещены не на плоской поверхности, а на заостренном вольфрамовом наконечнике. Площадь эмитирующей поверхности оценивается величиной 1.6´10-6 см2, что примерно соответствует площади полусферического наконечника с радиусом кривизны 5 мкм. Тестовые испытания описанной выше рентгеновской трубки были выполнены с использованием в качестве эталона решетки, содержащей полоски золота шириной 6 мкм, нанесенные на подложку с интервалом 25 мкм. Результаты испытаний позволяют считать, что данный прибор имеет разрешающую способность ниже 5 мкм. 1. S.H. Heo et al., Appl. Phys. Lett. 90, 183109 (2007).
А.В.Елецкий
• БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
|