|
|
Charakterizace autoemisních zdrojů pro elektronovou mikroskopii
Vašíček, Martin ; Tománek, Pavel (oponent) ; Grmela, Lubomír (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá teoretickými základy emise elektronů do vakua, jednotlivými typy emisí se zaměřením na studenou a Schottkyho emisi a principu tunelového jevu. V další části se práce věnuje technické realizaci elektronových zdrojů s detailním prostudováním metodiky laboratorní výroby katod elektrochemickým leptáním a konstrukcí elektronových mikroskopů, využívajících autoemisních zdrojů. Součástí práce je návrh metody pro měření, zpracování a vyhodnocování elektrických charakteristik emisních zdrojů.
|
|
|
Coulomb Interactions in Electron Beams in the Vicinity of a Schottky and Cold Field Emission Sources
Liška, Ivo ; Kotačka, Libor (oponent) ; Radlička, Tomáš (oponent) ; Lencová, Bohumila (vedoucí práce)
This thesis deals with the effects of the coulomb interactions in the vicinity of the Schottky and the cold field electron source. It provides a basic overview about the subject describes Monte Carlo simulation method and used emitter models. A new method for generating initial particle conditions has been developed, which respects in more detail than usually the physical emission process. Especially the effects of the mutual interactions on energy width, size of the virtual source and brightness in dependence on the tip radius and the angular intensity were investigated. The evolution of the energy width in the emitter region showed that the absolute majority of interactions take place within first few micrometer. The dependence of the calculated total energy width on the angular intensity was compared with available experimental data, showing a good agreement. The calculated contribution of the interaction effects to the energy width was compared with predictions based on analytical approximations. It has been shown that some of them predict reasonably the tendencies but cannot be used for quantitative estimations.
|
|
| |
|
|
Optimalizace zařízení pro měření studené emise elektronů z povrchu GaN nanokrystalů
Horák, Stanislav ; Kromka, Alexander (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a optimalizací zařízení pro měření studené emise z nitrid galliových (GaN) nanokrystalů. Jako úvod do problematiky je provedena rešerše na téma autoemise elektronů se zaměřením na GaN. Následně byly v rámci práce navrženy, zkonstruovány a optimalizovány dvě varianty měřicího zařízení pro účely měření autoemisních vlastností. První úspěšné testování bylo provedeno během optimalizace na nanodrátech oxidu zinečnatého (ZnO). Zároveň s testováním probíhala příprava GaN nanokrystalů metodou molekulární svazkové epitaxe (MBE) na křemíkovém substrátu Si(111) s 2 nm oxidu křemičitého SiO2 a na měděném substrátu pokrytém grafenem. V poslední kapitole práce jsou uvedeny výsledky měření emise elektronů GaN nanokrystalů pomocí navrženého zařízení. Hodnoty studené emise jsou na závěr porovnány s dosavadním výzkumem v dané oblasti, což dokázalo dobré autoemisní vlastnosti GaN nanokrystalů na měděném substrátu pokrytém grafenem.
|
|
|
Výzkum a vývoj moderních emisních senzorů typu MEMS
Pekárek, Jan ; Husák, Miroslav (oponent) ; Vlach, Radek (oponent) ; Vrba, Radimír (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřená na základní výzkum a vývoj moderních emisních senzorů typu MEMS. Moderní emisní senzor na bázi emise z pole nanostrukturovaných materiálů představuje zcela inovativní přístup při snímání tlaku. Nanostruktury v emisním senzoru tlaku představují jednotlivá elektronová děla emitující elektrony v elektrickém poli mezi katodou a anodou. Emisní senzor tlaku je tedy tvořený dvěma elektrodami, přičemž na jednu z nich působí tlak okolí. Tato elektroda je vlastně snímací pružnou membránou senzoru tlaku. Se změnou okolního tlaku dochází k jejímu proměnnému prohnutí a tím pádem dochází i ke změně vzdálenosti elektrod. Pokud je elektrické napětí mezi elektrodami konstantní, dojde vlivem změny vzdálenosti elektrod ke zvýšení intenzity elektrického pole. Tato intenzita je úměrná emisnímu proudu z katody tvořené nanostrukturovaným materiálem směrem k anodě. V současném stavu techniky je provedena rozsáhlá rešerše s cílem nalézt nové nanostrukturované materiály s dobrými emisními vlastnostmi. Vzhledem k dostupným technologiím byly vybrány čtyři materiály, které jsou v práci experimentálně připraveny a charakterizovány na sestaveném vakuovém pracovišti. Toto pracoviště vyniká tím, že je v něm umístěno nanoposuvné zařízení SmarAct, pomocí kterého je možné ve vakuové komoře měnit vzdálenosti elektrod od sebe a simulovat tak vlastní průhyb deformačního členu (membrány). Pro predikci velikosti výchylky deformačního členu je také vytvořen jeho počítačový model v simulačním programu CoventorWare. Díky němu je možné předvídat chování membrán v širokém rozmezí rozměrů membrány, její tloušťky a působícím tlaku. Z naměřených emisních charakteristik nanostrukturovaných materiálů jsou sestaveny závislosti proudové hustoty na intenzitě elektrického pole a díky tomu mohou být tyto charakterizované nanostrukturované materiály porovnávány. Závislosti jsou dále přepočteny podle Fowler-Nordheimovy teorie na křivku (ln(J/E2) vs. 1/E), jejíž výhodou je lineární závislost. Díky tomu mohou být odečteny základní parametry popisující emisní vlastnosti charakterizovaných nanostrukturovaných materiálů. Pro vakuově těsné spojení elektrod senzoru jsou navrženy a otestovány dvě metody, které splňují specifické požadavky na vlastnosti spoje. První z testovaných metod spojení je použití technologie anodického pájení a druhou je použití skelných past. V obou případech jsou spojené vzorky podrobeny tlakovým zkouškám.
|
|
|
Methodics of characterisation for the cold field-emission sources intended for electron microscopy
Štrbková, Lenka ; Grmela, Lubomír (oponent) ; Knápek, Alexandr (vedoucí práce)
The master’s thesis deals with the characterization method of the electron emitter for an electron microscope – Fowler-Nordheim analysis. The method is based on the presence of quantum tunnelling, which occurs during the field emission of electrons. The work contains the theoretical background to the topic, as well as the practical part. The theoretical introduction describes the electron emission, quantum tunnelling phenomenon and the parameters of the electron emitters. In the second part, the thesis focuses on the experimental study of the field-emission cathode. The essential characteristics of the emitter are computed. These characteristics determine the overall quality of electron emission, as well as provide information about the actual condition of the emitter. The results of the F-N analysis are subsequently compared with the results of the computer simulation of the field-emission. The simulation is performed in COMSOL Multiphysics software using the finite element method (FEM) and enables to assess the relevance and accuracy of the F-N analysis.
|
|
|
Field emission characteristics and analysis of chargé flow through graphite based cathodes
Allaham, Mohammad M. ; Burda, Daniel ; Sobola, Dinara ; Knápek, Alexandr
This paper studies the performance of differenttypes of graphite cathodes when operated as field emissionelectron sources. The tested cathodes were prepared in theform of bulk polymer graphite, bulk pure graphite, and polymergraphite coated with thin layer of insulating material(epoxy resin). The obtained results include X-Ray photoelectronspectroscopy analysis, scanning electron micrographs, the fieldemission microscope patterns and current-voltage characteristics,and the orthodoxy test analysis results. The importance of thisstudy is summarized in following the pursuit of finding cheapand green electron sources. Moreover, to present a new exoticfield emission behavior in the form of emission pulses.
|
|
|
Field emission from W5O14 nanowires
Saqib, M. ; Knápek, Alexandr ; Jelenc, J. ; Pirker, L.
The W5O14 (O/W=2.8) nanowires are metallic oxides with specific resistivity of 25 microOhm/cm and\ndiameters bellow 100 nm [1]. They were synthesized by iodine transport method using nickel\nas a growth promoter and WO3 as source of tungsten and oxygen. The field emission\ncharacteristics of single nanowires [2] and the films composed of these nanowires have been\nreported [3]. The emitting current densities up to 6.4 mA/cm2 have been obtained at relatively\nlow average electric field of about 3 V/Ohm*m. The samples were allowed to emit for more than\n100 hours without showing significant decays of the emitting current and without substantial\ncurrent oscillations. Here, we present field emission properties of single W5O14 nanowires\nexposed to two ranges of average electric fields (0.7–0.85 V/Ohm*m and up to 37–39 V/Ohm*m.
|
|
|
Optimalizace zařízení pro měření studené emise elektronů z povrchu GaN nanokrystalů
Horák, Stanislav ; Kromka, Alexander (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a optimalizací zařízení pro měření studené emise z nitrid galliových (GaN) nanokrystalů. Jako úvod do problematiky je provedena rešerše na téma autoemise elektronů se zaměřením na GaN. Následně byly v rámci práce navrženy, zkonstruovány a optimalizovány dvě varianty měřicího zařízení pro účely měření autoemisních vlastností. První úspěšné testování bylo provedeno během optimalizace na nanodrátech oxidu zinečnatého (ZnO). Zároveň s testováním probíhala příprava GaN nanokrystalů metodou molekulární svazkové epitaxe (MBE) na křemíkovém substrátu Si(111) s 2 nm oxidu křemičitého SiO2 a na měděném substrátu pokrytém grafenem. V poslední kapitole práce jsou uvedeny výsledky měření emise elektronů GaN nanokrystalů pomocí navrženého zařízení. Hodnoty studené emise jsou na závěr porovnány s dosavadním výzkumem v dané oblasti, což dokázalo dobré autoemisní vlastnosti GaN nanokrystalů na měděném substrátu pokrytém grafenem.
|
|
| |
host ::
RSS.