一种肖特基阴极制备方法及肖特基阴极技术

本发明专利技术公开一种肖特基阴极制备方法，其采用增材制造技术对肖特基阴极结构进行成型，并且使用的粉体为在打印专用W粉中掺杂能够降低电级的电子势垒金属粉末的混合粉体，之后再对肖特基阴极结构件采用电解抛光法进行减径，且采用电化学腐蚀法制备针尖，形成肖特基阴极。本发明专利技术与传统的制备工艺相比，能够更节约W金属材料，并且大幅简化工序、缩短生产周期，同时还能够确保得到的肖特基阴极中，钨丝各处性能均一，避免阴极材料在服役时过早失效的问题出现。且与传统的在肖特基阴极针尖附近涂覆ZrO涂层的方式不同，能够确保得到的肖特基阴极内的Zr原子弥散分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子显微镜器件制备，尤其涉及一种肖特基阴极制备方法及肖特基阴极。

技术介绍

1、电子显微技术广泛应用在物理、化学、医学、材料科学和结构生物学等领域，极大地推动了人类对于物质微观结构与形貌表征的探索，其不断提高的精度为在分子和原子尺度上分析结构和组成提供了可能。但电镜图像的质量与观测精度会受到很多因素限制，其中，阴极(在物理电子学领域，阴极是电子发射体或电子源的统称)作为电子显微镜的心脏部件，其发展对于显微技术极具价值和意义。目前，常见阴极类型主要有热钨丝阴极、六硼化镧阴极和肖特基阴极这三大类。其中，应用于高端电子显微镜中的肖特基阴极依靠在阴极尖端施加强电场而发射电子，可以在较低温度甚至室温下工作，材料损耗小，故而服役寿命长，可有效使用数万小时；此外，肖特基阴极的发射电流密度大(理论密度可达107a/cm2以上)，几乎无发射迟滞效应，发射性能远高于热钨丝阴极。目前主要采用金属钨来制备肖特基阴极，工艺流程为：制粉、粉末冶金、烧结、旋锻、拉丝、表面抛光、焊接、制备针尖、涂覆zro(氧化锆)涂层。

2、目前采用传统工艺制备的肖特基阴极在服本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种肖特基阴极制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能够降低电级的电子势垒金属粉末包括Zr、Ti、Hf、Y、Th、Sc或Se中的至少一者。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述能够降低电级的电子势垒金属粉末为Zr，所述在打印专用W粉中掺杂能够降低电级的电子势垒金属粉末以制备混合粉体，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合粉中的纳米级Zr颗粒尺寸为100-500nm。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合粉中的打印专用W粉粒径大小范围为15-53μm...

【技术特征摘要】

1.一种肖特基阴极制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能够降低电级的电子势垒金属粉末包括zr、ti、hf、y、th、sc或se中的至少一者。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述能够降低电级的电子势垒金属粉末为zr，所述在打印专用w粉中掺杂能够降低电级的电子势垒金属粉末以制备混合粉体，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合粉中的纳米级zr颗粒尺寸为100-500nm。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合粉中的打印专用w粉粒径大小范围为15-53μm，优选地，所述打印专用w粉粒中粒径≤19.8μm的颗粒数量占总量的10％，粒径≤29.3μm的颗粒数量占总量的50％，粒径≤40.7μm的颗粒数量占总量的90％。

6.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛进国，刘珠明，李全同，张衍俊，
申请(专利权)人：广东省科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：