5.3.2 Устройство электронных пушек с полевой эмиссией
Во многих отношениях, электронные пушки с полевой эмииссией гораздо проще, чем термоэлектронные. Для того чтобы заставить пушку с полевой эмиссией работать, вольврамовую нить делают катодом под которыми располагаются два анода. Первый анод имеет положительный потенциал в несколько кВ по отношению к острию катода. Этот потенциал (вытягивающее напряжение) создает сильное электрическое поле, которое позволяет электронам туннелировать из острия катода. Увеличение вытягивающего напряжения при первом включении пушки должно быть сделано медленно, так как термо-механические удар может сломать острие катода. Это единственный практический шаг, который необходимо выполнить, чтобы запустить пушку полевой эмиссии, поэтому оно неизменно контролируется компьютером:
анод 1 обеспечивает вытягивающее напряжения для вытягивания электронов из острия катода.
анод 2 ускоряет электроны до 100 кВ и более.
Электроны ускоряются соответствующим напряжением на втором аноде. Сочетание полей анодов, действует как электростатические линзы для получения кроссовера, как показано на рисунке 5.6A. Эти линзы управляют эффективным размером источника и его расположением, но они не могут менять их в большом диапазоне. Включение магнитных линз в пушку делает пучок более управляемым и большее β.
Как уже отмечалось, что холодная полевая эмиссия требует очень чистой поверхности, и даже в условиях сверхвысокого вакуума, поверхностные загрязнения поверхностные загрязнения появляются на острие катода. С течением времени, ток эмиссии падает и вытягивающее напряжение должна быть увеличено, чтобы компенсировать эти загрязнения. В конце концов становится необходимым, удалить загрязнения путем «флешинга» острия катода. Это означает, что прикложение обратного потенциала, таким образом, чтобы с кончика "сдувался" поверхностный слой атомов, и / или быстрое нагревание кончика до температуры порядка 5000 K для испарения загрязнений. В большинстве холодных полевых катодов «флешинг» происходит автоматически, когда вытягивающее напряжение возрастает до определенного заданного уровня. Так как катоды Шоттки находятся под нагревом все время, то на них не образуется слои загрязнения на поверхности и поэтому им не нужен «флешинг». Типичное острие катода полевой эмиссии показано на рисунке 5.6 B.
