Πεδιακή Εκπομπή Ηλεκτρονίων Από Αιχμηρές-μη Σφαιρικές Ακίδες.

Abstract

Η πεδιακή εκπομπή ηλεκτρονίων είναι ένα φαινόμενο πάνω στο οποίο βασίζονται πολλές εφαρμογές ηλεκτρονικής μικροσκοπίας. Στο κλασσικό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικά εστίασης για να εστιαστεί η εκπεμπόμενη δέσμη. Ωστόσο στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης εγγύος πεδίου (NFESEM) που έχει αναπτυχθεί πρόσφατα, δεν χρησιμοποιούνται τέτοιες διατάξεις, και παρόλα αυτά, η διακριτική ικανότητα παραμένει πολύ μικρή. Το γεγονός αυτό έρχεται σε αντίθεση με την κλασσική θεωρία εκπομπής πεδίου Fowler-Nordheim, και με τα κλασσικά μοντέλα σφαιρικής γεωμετρίας για τις ακίδες εκπομπής. Για το λόγο αυτό αναλύουμε το φαινόμενο χρησιμοποιώντας ελλειπτικό μοντέλο για την ακίδα (το οποίοπροσομοιώνει την αιχμηρότητά της) σε συνδυασμό με τρισδιάστατη προσέγγιση WKB. Αυτό το οποίο παρατηρείται είναι ότι καθώς η ακίδα γίνεται πιο αιχμηρή, αφ’ ενός μειώνεται η ενεργή περιοχή εκπομπής, κι αφ’ ετέρου τα ηλεκτρονικά μονοπάτια συγκλίνουν προς τον άξονα. Καιοι 2 αυτοί μηχανισμοί παράγουν μία εγγενή εστίαση της δέσμης.