電界刺激エキソ電子放射(FSEE)の研究

场激外激电子发射（FSEE）研究

• 批准号: 05245209
• 负责人: 梅野 正隆
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05245209/
• 关键词: トンネル効果; 電界放射; エキソ電子; FSEE

エキソ電子放射は原子力プラント等における新しい探傷技術として注目されているが、その放射特性と固体表面との関連性(放射メカニズム)が十分明確化されていないことから実用化には至っていない。一方、電界電子放射の分野においては電界イオン顕微鏡(FIM)や電界電子顕微鏡(FEM)を用いた原子オーダーでの表面解析が行われてきたが、試料がTipに限定されるため、今日までこれらの表面解析手法をエキソ電子放射に応用しようとする試みはなされていなかった。本研究は申請者らが世界で初めて実験的検証を行った金属からのトンネル効果によるエキソ電子放射(電界刺激エキソ電子放射:FSEE)を用いることにより、これら2つの技術の融合を図り、エキソ電子のトンネリング過程による放射メカニズムを解明するとともに、従来法では得られなかったエキソ電子放射の基礎情報を原子スケールの実空間分解能と共に直接得ることを目的としたものである。本年度は当初の研究計画に従い研究室現有のFSEE実験装置にimage intensifier system(Hamamatsu Photonics V2697U)を組み込み、CCDカメラあるいは35mmカメラでFSEE像を撮影し、パーソナルコンピューター(Macintosh 660AV)上のPhoto shopにより画像処理を行うことにより、微弱なFSEE信号を増幅しFSEE像の直接観察を可能とするシステムを製作した。W-Tipを試料とした実験の結果、本装置は十分な空間分解能を持つことが確認され、同一TipのFSEE像、FIM像、FEM像を撮影することに成功した。これらの一連の実験の結果、AlならびにW-TipからのFSEEには二過程モデルが適用できること、Tip上に吸着した酸素、水素がエキソ電子のトラップサイトを形成していること、FSEE放出量は仕事関数の変化にリニアには対応しないこと、通常の電界放射とは逆の温度特性を持つこと等が確認され、従来のトンネル効果のみでは説明がつかないことが明らかとなった。しかしながら、FSEEの放射確率には明らかにトンネリング過程の寄与と思われる挙動が見られることから、今後吸着ガス分子の影響等も考慮した新たなエキソ電子放射モデルの構築が必要であると思われる。

New detection techniques such as electron emission, atomic force, etc. have become very clear. A method of surface analysis for electron emission from a sample is described in detail below. This study aims at the application of the applicant's first world-wide demonstration of metal and electron emission (electrical stimulation and electron emission:FSEE) to the fusion of technology and electron emission. This year, the existing image intensifier system(Hamamatsu Photonics V2697U) of FSEE implementation equipment in the research laboratory was assembled in the original research project, and the CCD camera was installed at a 35mm height to capture the FSEE image. The Photo shop on the Macintosh 660AV was installed to process the image, and the weak FSEE signal was increased in amplitude to directly detect the FSEE image. W-Tip test results, the device is very spatial resolution can be confirmed, the same Tip FSEE image, FIM image, FEM image is successfully captured The results of this series of experiments, Al, W-Tip, FSEE, FSEE The result of the experiment is that the answer is not clear. The accuracy of FSEE emission depends on the process of emission and the influence of adsorption molecules.

项目成果

N.Ohmae et al.: "Thin films in Tribology" Elsevier(Amsterdam), 8/510 (1993)

N.Ohmae 等人：“摩擦学中的薄膜”Elsevier（阿姆斯特丹），8/510 (1993)

M.Mori et al.: "Temperature dipendence of the field stimulated exoelectron emission" Applied Surface Science. (in press). (1994)

M.Mori 等人：“场受激外电子发射的温度依赖性”应用表面科学。

M.Tagawa et al.: "Contact angle,wettability and adhesion" VSP(Utrecht,The Netherlands), 14/971 (1993)

M.Takawa 等人：“接触角、润湿性和附着力”VSP（乌得勒支，荷兰），14/971 (1993)

M.Tagawa et al.: "The distribution of trap levels in field stimulated exoelectron emission" Applied Physics Letters. Vol.61. 1471-1473 (1992)

M.Takawa 等人：“场受激外电子发射中陷阱能级的分布”应用物理快报。

M.Tagawa et al.: "Influence of oxygen adsorption on field-stimulated exoelectron emission from high-purity aluminum" Applied Surface Science. Vol.72. 259-265 (1993)

M.Takawa 等人：“氧吸附对高纯铝场激外电子发射的影响”应用表面科学。