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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

低能电子干涉实验和场发射器评估

基本信息

批准号：
12650342
负责人：
来関明
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12650342/
关键词：
電子線干渉 FE シリコンマイクロ電子銃バイプリズム空間干渉性

项目摘要

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。

The purpose of this study is to design and evaluate the interference of micro-FE electrons and electron wave surfaces on semiconductor substrates. The basic technology of phase visualization, wave separation and recombination of electrons is studied. A method for evaluating spatial interference, electron emission area, temporal interference, electron emission dispersion and temporal characteristics is proposed. The design of the electronic system for low speed electronic applications is based on the design of the 80-bit electronic system. The spatial coherence of the electron emission spectrum is determined by the degree of sharpening and stabilizing the electron emission spectrum. The current is 0.1μ m. The basic technology of low energy electron beam splitting and the structure of electron beam splitting are discussed. This study focuses on the utilization of electron phase information. For example, low energy electron interference measurement, electron gun interference, electron gun dispersion, high sensitivity measurement, evaluation of new electron gun utilization, and future quantum electron gun detection system.