基于多层二维材料的平面光致电子发射源制造技术

本发明专利技术提供一种基于多层二维材料的平面光致电子发射源，包括泵浦源、阴极电源、栅极电源、电子收集器、范德华异质结，所述范德华异质结包括依次设置的石墨烯材料、绝缘二维材料、过渡金属硫化物材料，其中：所述泵浦源和过渡金属硫化物材料相互作用、用于过渡金属硫化物材料中的价电子发生跃迁；所述阴极电源与过渡金属硫化物材料相连接，所述阴极电源用于提供电子；所述栅极电源与石墨烯材料相连接，用于为栅极提供偏压，降低材料势垒；所述电子收集器用于收集所述范德华异质结发射的电子束。本发明专利技术实施例能够产生能散极低的电子束；利用多层二维材料实现平面电子源，有效减少电子在材料中的散射现象，降低了电子源的成本。

【技术实现步骤摘要】
基于多层二维材料的平面光致电子发射源
本专利技术涉及电子发射源
，尤其涉及一种基于多层二维材料的平面光致电子发射源。
技术介绍
近年来，电子显微镜仪器的发展取得了巨大的进步，其中一项关键进展是扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope,SEM)。扫描电子显微镜利用电子束逐点扫描轰击样品，收集信号电子用于表征样品形貌。扫描电子显微镜在材料科学、生命科学、和半导体制造等领域得到了广泛的应用。扫描电镜系统的特性与电子源紧密相关。低成本、高分辨率的扫描电镜系统需要产生能散低，亮度高的电子束，以及低真空度，低电压工作条件的电子源。其中，能散是指电子能量的一致程度。能量一致的电子，在经过电磁透镜聚焦时偏转的角度相同，因此低能散的电子束将会被汇聚为小尺寸的探针，保证成像分辨率。亮度是指单位面积、单位立体角内的总电子束流。高亮度电子源发射的电子将更容易汇聚为小探针，且小探针内拥有较大的电子束流将保证分辨率和成像质量。电子源工作在真空环境中。实现高真空度的工作环境需要密闭性高的真空腔、成本昂贵的分子泵与离子泵。研制一种工作于低真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多层二维材料的平面光致电子发射源，其特征在于，包括泵浦源、阴极电源、栅极电源、电子收集器、范德华异质结，所述范德华异质结包括依次设置的石墨烯材料、绝缘二维材料、过渡金属硫化物材料，其中：/n所述泵浦源和过渡金属硫化物材料相互作用、用于过渡金属硫化物材料中的价电子发生跃迁；/n所述阴极电源与过渡金属硫化物材料相连接，所述阴极电源用于提供电子；/n所述栅极电源与石墨烯材料相连接，用于为栅极提供偏压，降低材料势垒；/n所述电子收集器用于收集所述范德华异质结发射的电子束。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多层二维材料的平面光致电子发射源，其特征在于，包括泵浦源、阴极电源、栅极电源、电子收集器、范德华异质结，所述范德华异质结包括依次设置的石墨烯材料、绝缘二维材料、过渡金属硫化物材料，其中：
所述泵浦源和过渡金属硫化物材料相互作用、用于过渡金属硫化物材料中的价电子发生跃迁；
所述阴极电源与过渡金属硫化物材料相连接，所述阴极电源用于提供电子；
所述栅极电源与石墨烯材料相连接，用于为栅极提供偏压，降低材料势垒；
所述电子收集器用于收集所述范德华异质结发射的电子束。


2.根据权利要求1所述的基于多层二维材料的平面光致电子发射源，其特征在于：
所述泵浦源的工作波段可在可见光范围内选择，且与过渡金属硫化物材料的电子能带带隙宽度匹配。


3.根据权利要求1所述的基于多层二维材料的平面光致电子发射源，其特征在于，所述平面光致电子发射源还包括作为衬底的透明绝缘介质，所述透明绝缘介质位于所述范德华异质结的下层。


4.根据权利要求3所述的基于多层二维材料的平面光致电子发射源，其特征在于，所述阴极电源、栅极电源分别是在所述透明介质材料衬底上进行溅射制备获得。


5.根据权利要求4所述的基于多层二维材料的平面光致电子发射源，其特征在于，所述范德华异质结是利用块状材料机械剥离-转移方法制备获得，面积为10μm2-100μm2，厚度为1nm-10nm。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仿，王哲宣，黄翊东，崔开宇，冯雪，张巍，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11