Enrico Ellinger Wuppertal

Entwicklung einer Feldemissions-Elektronenkanone zum Testen von pin-Dioden(pdf)

Um mit einer pin-Dioden Elektronen mit geringen Energien und hohen Zählraten zu detektieren, werden hohe Anforderungen an diese gestellt. Um eine geeignete pin-Diode für diesen Zweck zu finden soll eine Elektronenkanone entwickelt werden, welche einen scharfen Elektronenstrahl mit einer hohen Intensität im Bereich von 10⁶ e/s*mm² bei Elektronenenergien bis ca. 20 keV liefert. Da pin-Dioden i.d.R. stark lichtempfindlich sind, sollten Lichtquellen im Vakuumrezipienten vermieden werden. Elektronenkanonen, welche die Feldemission nutzen, emittieren kein Licht um freie Elektronen zu erzeugen, da das Filament nicht erhitzt wird. Vielmehr besteht das Filament aus einer scharfer Wolframspitze (100 nm Spitzenradius), an welcher elektrische Feldstärken im Bereich von 10⁹ V/m erzeugt werden können. Dies begünstigt das Tunneln von Elektronen aus der Spitze. Solche Spitzen wurden mit der Methode des elektrochemischeń ätzens gewonnen und danach mit einem SEM vermessen.