低エネルギー電子による干渉実験及びフィールドエミッタの評価

本研究の目的は、半導体基板上に製作した微小なFE電子銃、電子波面を2つに分割するバイプリズム、拡大レンズ系と干渉縞の観察面から成る干渉計を設計・試作するとともにフィールドエミッタをそれ自身から放出される電子ビームの干渉性により評価することにある。これまで、電子の位相を可視化するため、波面の分割及び重ね合わせなどの基礎技術について研究した。そして空間干渉性からフィールドエミッタの電子放出の場所、有効放出面積を評価し、時間干渉性からは、エネルギー分散、時間特性を評価する方法を提案した。干渉計において低速電子ビーム用の電子レンズを設計し、干渉縞を80本観察できるシステムを設計した。さらに空間干渉性を決定する電子放出先端のサイズを10ナノメール程度まで尖鋭化でき、安定的に作れる製作プロセスを開発した。実験では0.1μアンペアのエミッション電流を得ることが可能となった。低エネルギー電子ビームの干渉技術は電子の位相情報を利用する上で欠かせない基礎技術であり、波面分割による干渉計の構築は電子の位相情報を直接見ることができる。これまで主に電子ビームの強度を利用してきたが、本研究の干渉による技術は電子の位相情報を広く利用する道を開くものである。そして、低エネルギー電子ビーム干渉計は、電子銃の干渉性、エネルギー分散を高感度で計測する手段にもなるため、新型電子銃の評価として利用できるだけでなく、さらに将来は量子コンピューティングの検出系としての応用も期待される。

本研究の目的は、半導体基板上に製作した微小なFE電子銃、電子波面を2つに分割するバイプリズム、拡大レンズ系と干渉縞の観察面から成る干渉計を設計・試作するとともにフィールドエミッタをそれ自身から放出される電子ビームの干渉性により評価することにある。これまで、電子の位相を可視化するため、波面の分割及び重ね合わせなどの基礎技術について研究した。そして空間干渉性からフィールドエミッタの電子放出の場所、有効放出面積を評価し、時間干渉性からは、エネルギー分散、時間特性を評価する方法を提案した。干渉計において低速電子ビーム用の電子レンズを設計し、干渉縞を80本観察できるシステムを設計した。さらに空間干渉性を決定する電子放出先端のサイズを10ナノメール程度まで尖鋭化でき、安定的に作れる製作プロセスを開発した。実験では0.1μアンペアのエミッション電流を得ることが可能となった。低エネルギー電子ビームの干渉技術は電子の位相情報を利用する上で欠かせない基礎技術であり、波面分割による干渉計の構築は電子の位相情報を直接見ることができる。これまで主に電子ビームの強度を利用してきたが、本研究の干渉による技術は電子の位相情報を広く利用する道を開くものである。そして、低エネルギー電子ビーム干渉計は、電子銃の干渉性、エネルギー分散を高感度で計測する手段にもなるため、新型電子銃の評価として利用できるだけでなく、さらに将来は量子コンピューティングの検出系としての応用も期待される。