DE2138339A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Fertigbearbeiten, Nachbearbeiten oder Reinigen von Spitzen durch Elektronenbeschuß - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Fertigbearbeiten, Nachbearbeiten oder Reinigen von Spitzen durch ElektronenbeschußInfo
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Description
Patentanwälte
Dlpl.-Ing. R. EZETZ sen,
Dipl-lnc;. K. L.AMPriECHT
Dr.-Ing. ί'ο. .11 -.:. κ τ 2 Jr.
8Münchsn22, Steinedorfstr, W
96-17O57P(17.358h) 30. 7. 1971
AGENCE NATIONALE DE VALORISATION DE LA RECHERCHE - ANVAR. COÜRBEVOIE (Frankreich)
Verfahren und Vorrichtung zum Fertigbearbeiten, Nachbearbeiten oder Reinigen von Spitzen
durch Elektronenbeschuß
Die Erfindung betrifft ein.Verfahren und eine Vorrichtung
zum Fertigbearbeiten, Nachbearbeiten oder Reinigen von spitzen Werkstücken (kurz Spitzen genannt) mit sehr kleinem
Krümmungsradius, insbesondere von Feldemissions-Elektroden.
Die Erfindung geht aus vom Fertigbearbeiten^ Nachbearbeiten
oder Reinigen einer Spitze durch Beschüß mittels eines Elektronenstrahls unter hohem Vakuum. Der Faden oder
Draht (im folgenden soll nur von Faden gesprochen werden), an dessen Ende sich die Spitz© befindet, ist ein dichtes
Gefäß eingesetzt, in dem ein hohes Vakuum herrschte Der Faden wird auf ein Anodenpotential gebracht. Ein Elektronenstrahl
von einer Hilfskathode wird auf das Ende des Drahts gerichtet, um dieses zu erhitzen und so Material abzutragen,
damit man schließlich ein scharfes Profil in Form einer
Spitze erhält.
96-H5OO71/CAS 3-Hd-r (7)
109886/1717
Spitzen mit sehr kleinem Krümmungsradius von größenordnungsmäßig
1 ,um und noch kleiner werden in Vakuum zur Emission von elektrischen Teilchen benutzt. Zum Beispiel
in den Elektronenstrahlerzeugern von Elektronenmikroskopen oder bestimmten Kathodenstrahlröhren ist die Emissionskathode
durch derartige Spitzen gebildet, die bei Beaufschlagung mit Hochspannung unter dem Einfluß des elektrischen
Felds einen Elektronenstrahl emittieren.
Eine erste Anwendung der Erfindung besteht daher in der Bearbeitung derartiger Spitzen, und zwar entweder zur
Herstellung oder zur Nachbearbeitung nach einer bestimmten Betriebszeit.
Eine andere Anwendung ist das Reinigen dieser Spitzen zur Beseitigung von Verunreinigungen, die sich auf ihrer
Oberfläche abgelagert haben, wobei dieses Reinigen an Ort und Stelle vorgenommen wird.-
Es kommt häufig vor, daß eine derartige Emissionsspitze
während ihrer Verwendung sich abnutzt. Das Auswechseln der Spitze ist aber ein komplizierter Vorgang, der
viel Zeit beansprucht, so daß die Anwendung von Elektronenstrahlerzeugern
mit derartigen Spitzen trotz deren sonstiger Vorteile begrenzt ist»
Die Erfindung erlaubt die Überwindung dieser Schwierigkeit durch Nachbearbeiten und Reinigen der abgenutzten
Spitzen an Ort und Stelle in Vakuum.
Spitzen werden auch als Ionenquelle« in lonen-Feld-Massenspektrometern
verwendet, weshalb die Erfindung auch
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bei der Herstellung, Nachbearbeitung oder Reinigung einer
derartigen Spitze in demselben Gefäß oder Behälter angewendet werden kann, in der sie sich tanter Vakuum befindet.
In Feld-Elektronen- oder -Xonenmikroskopen benutst
man als ein zu beobachtendes Präparat z. B= metallische
Spitzen, die in hohem Vakuum auf ein hohes Potential gebracht werden, und man beobachtet das Bild des emittierten
Elektronen- oder lonenstrahls scat eisaem
Es ist offensichtlich notwendig, daß eine derartige
Spitze eine gleichmäßige geometrische Form hat und ±m allgemeinen
frei von jeder Verunreinigung ist.
Eine weitere Anwendung der Erfindung liegt ins-Fertigen,
Nachbearbeiten und Reinigen derartiger Spitzen an Ort und Stelle.
Es versteht sich, daß die erfindungsgemäß hergestellten
Spitzen auch für andere Zwecke benutzt werden können. Allgemein kann gesagt werden, daß die Erfindung immer dann
anwendbar ist, wenn scharfe Spitzen mit kleinem Krümmungsradius benötigt werden. Zum Beispiel kann man so Spitzen
für Dioden fertigen.
Bis heute werden die als Feldemissionselektroden oder als Präparat in einen Feldemissionsmikroskop verwendeten
Mikrospitzen durch elektrolytische Fertigbearbeitung des Endes eines Drahts oder Fadens unter Atmosphärendruck hergestellt.
Man erhält so sehr ungleichmäßige Profile. Schließlich werden diese Spitzen in ein Vakuumgefäß gesetzt,
wo sie verwendet werden müssen, und das Profil
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wird durch. Erhitzen auf eine hohe Temperatur unter Vakuum
gleichmäßig gemachte
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß zur Erhitzung der Spitze der ganze Faden erhitzt werden muß.
Die Temperatur, auf die man die Spitze bringen kann, ist aber begrenzt, weil sie niedriger als die des Fadens ist
und die Temperatur vermieden werden muß, bei der der Faden bricht.
Es ist bereits erwogen worden, durch Elektronenbeschuß kugelförmige Kathoden für die Glühemission von Elektronen
zu schaffen.
derartige Kathoden mit Kugeleside zu erzielen, geht man von einem sehr feinen Draht aus, dessen Ende mit einem
Elektronenstrahl beschossen wird. Dieser Beschüß ruft durch einen Schmelzprozeß die Bildung einer Aufstockung oder Verdickung
von Kugelform am Drahtende hervor.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es möglich ist, durch Elektronenbeschuß Spitzen zu erhalten,
indem das Drahtende zugespitzt wird.
Diese Zuspitzung vollzieht sich zuerst im wesentlichen durch örtliche Verdampfung dieses Endes, wobei diese Verdampfung
begleitet und vor allem abgelöst wird von einer Oberflächen- und möglicherweise Volumen-Diffusion, die unter
dem Einfluß des starken elektrischen Felds ein noch spitzeres Profil verleiht, ohne daß das Drahtende auf die
Schmelztemperatur gebracht wird.
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ΐ "3 ß ^ ^ Q
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin t
Elektronenbeschuß das Ende der Spitze zu erhitzen^ um die=
ses örtlich auf eine ausreichend hohe Temperatur für eine Materialabtragung durch örtliche Verdampfung und Verschiebung des Materials zum Ende der Spitze durch Oberflächen-
und eventuell Volumendiffusion zu bringen, ohne die Schmelztemperatur zu erreichen«
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können sehr scharfe Spitzen hergestellt werden, die einem Krümnmagsradius
von weniger als 1 /um haben,
Die Feldstärke des elektrischen Felds in der- Nähe des
Endes der Spitze spielt eine wichtige Rolle» Wenn diese Feldstärke größer als 2 · 10 V/cm ist, kann man' Krümmungs■=>
radien von weniger als 1 yum erhaltene
■ Ein weiterer Vorteil des erfindungsgeraäßen Verfahrens
ist der Umstand, daß man verzögerungsfrei die Bearbeitung unterbrechen kann, indem der Elektronenbeschuß eingestellt
wird.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindltrag XSt5, daß
die Bearbeitungsvorgänge leicht gesteuert utid. aut oma tisch
angehalten werden können, sobald der gewünschte Krümmungsradius erreicht ist« Zu diesem Zweck genügt es, periodisch
den Elektronenbeschuß zu unterbrechen und die Spits® x-f&h~
rend der Bearbeitung mit'einer hohen negativen Spannung zu
beaufschlagen, um sie für Feldemission emittierend su machen.
Der emittierte Strahl kann auf einem Fluoreszenzschirm
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beobachtet werden, tun den Zustand der Spitze zu kontrollieren. Man kann nun die Stromstärke des von der Spitze abgegebenen
Feldelektronenstrahls messen. Da die Gesetzmäßigkeit genau bekannt ist, die für den Zusammenhang dieser
Stromstärke mit der Spannung und dem Krümmungsradius der Spitze gilt, kann leicht automatisch der Beschüß angehalten
werden, sobald die gewünschte Emissionsitensität erreicht ist, sowie automatisch die Nachbearbeitung ausgelöst
werden, wenn die Emissionsintensität unter einen Schwellenwert gefallen ist.
Die erfindungsgemäß fertig bearbeiteten oder nachbearbeiteten
Spitzen sind genau rotationssymmetrisch, haben ein sehr gleichmäßiges Profil, und ihr Krümmungsradius kann
sehr klein sein, sogar kleiner als 0,1 /um.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgesnäßen
Vorrichtung zum Fertigbearbeiten von Spitzen;
Fig. 2 maßstabsgerecht eine mit einem Elektronenmikroskop
aufgenommene Fotografie einer Spitze, die mit der Einrichtung von Fig. 1 gefertigt wurde;
Fig. 3 schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in einem
Feldelektronen- oder Feldionenmikroskop verwende t wird; und
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Fig. h die Kombination eines Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dens Elektronenstrahlerzeuger eines Elektronenmikroskops
mit einer Spitzenkathode.
In Fig. 1 ist zu sehen ein Faden oder Draht 1, za B.
aus Wolfram mit einem Durchmesser von 100 Axms dessen Ende
2 in Form einer Spitze fertig zu bearbeiten ist. Der Faden '
ist in ein Gefäß 3 eingesetzt, das durch eine Vakuiampumpe k
unter Vakuum gesetzt wird, durch die ein Vakuum -von z. B.
10 - 10~10 Torr erhalten werden kann. Im Sefäß 3 befindet
sich eine Elektronenquelle, z. B. eine GiülieiiBissionskathode
5 und elektrostatische Linsen, die durch eisae Lochplatte
6 und einen Ring 7 gebildet sind. Der Faden 1 wird mit einem im Vergleich zur Kathode 5 positiven Potential
beaufschlagt. Die Anoden 6 und 7 werden auf ein negatives
Potential relativ zur Kathode 5 gebracht und fokussieren den von der Glühemissionskathode 5 emittierten Elektronenstrahl
8 auf das Ende 2 des Fadens 1.
Durch die Einwirkung des Elektronenbeschusses erhitzt sich das Ende 2 und spitzt sich zu. Man bestimmt die Temperatur
und die Geschwindigkeit der Fertigbearbeitung durch Einstellung der Intensität des Elektronenstrahls in einer
solchen Weise, daß die Temperatur des Endes des Fadens 1
unter der Schmelztemperatur des Metalls bleibt.
Fig. 2 zeigt maßstabsgetreu die Fotografie einer Spitze, die mit der Vorrichtung von Fig. 1 hergestellt wurde.
Der Krümmungsradius der Spitze ist kleiner als O,1 /um, und
der gesamte Kegelöffnungswinkel beträgt 12°. Die Spitze
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ist vollkommen rotationssymmetrisch, und das Profil ist
sehr gleichmäßig.
sehr gleichmäßig.
Die Vorrichtung von Fig, 1 erlaubt bei Fäden, deren Durchmesser etwa 100 ,um beträgt, die Anfertigung von
Spitzen, deren Krümmungsradius zwischen 0,1 und 100 /tun ausmachen kann.
Spitzen, deren Krümmungsradius zwischen 0,1 und 100 /tun ausmachen kann.
Figo 3 zeigt die Kombination eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Feldelektronen- oder Feldionenmikroskop. In einem derartigen
Mikroskop wird das beobachtete Präparat durch das Ende
eines zugespitzten Fadens 9 gebildet» Diese Spitze, die
sich in einem Vakuumgefäß 10 befindet, wird zur Emission angeregt, indem sie auf ein im Vergleich zu einem Schirm 12 hohes Potential gebracht wird. Der emittierte Elektronen- oder Ionenstrahl 11 wird vom Fluoreszenzschirm 12
empfangen, wo er ein sichtbares Bild der Spitze erzeugt. Diese Technik wird beispielsweise für metallografische
Untersuchungen verwendet. Sie kann insbesondere die Sichtbarmachung einzelner Atome oder die Untersuchung von einatomigen Absorptionsschichten erlauben.
eines zugespitzten Fadens 9 gebildet» Diese Spitze, die
sich in einem Vakuumgefäß 10 befindet, wird zur Emission angeregt, indem sie auf ein im Vergleich zu einem Schirm 12 hohes Potential gebracht wird. Der emittierte Elektronen- oder Ionenstrahl 11 wird vom Fluoreszenzschirm 12
empfangen, wo er ein sichtbares Bild der Spitze erzeugt. Diese Technik wird beispielsweise für metallografische
Untersuchungen verwendet. Sie kann insbesondere die Sichtbarmachung einzelner Atome oder die Untersuchung von einatomigen Absorptionsschichten erlauben.
Gegenwärtig werden die verwendeten Spitzen elektrolytisch unter atmosphärischem Druck hergestellt. Die Beobachtung
ist sehr erschwert wegen der Verunreinigungen, die sich auf der Präparatoberfläche niederschlagen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ordnet um die Spitze
9 eine Elektronenquelle an, die durch einen erhitzten Faden gebildet wird, der durch eine Stromquelle 2h erhitzt
wird. Zwei zylindrische elektrostatische Bleche lh und
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befinden sich um die Spitze 9 herum, um den Elektronen«
strahl 16 abzulenken und ihn in der Nähe des spitzen Endes
zu konzentrieren.
Die Vorrichtung hat ferner eine Hochgleichspannungsquelle 25, wobei die Hochspannung zo B, 3 - 10 kV betragen
kann.
Umschalter 26 erlauben eine Variation der Potentiale, die an der Spitze 9, der Hilfskathode 13 und den Zylinderblechen
14 und 15 durch die Hochgleichspanniangsqia©!!©· 25
angelegt werden, deren Spannung zwischen 3 und 10 k¥ durch Potentiometer 27 und 28 variiert werden kanu.
¥ährend der Beobachtung befinden sich die Umschalter 26 in der in Vollinie gezeigten Stellungo Die Spitze 9
liegt auf einem negativen Potential, während die Zylinderbleche 15 und 14 und die Kathoden und die Hilfskatliod© 13
auf einem positiven Potential liegen* Die Spitse 9 esait«=
tiert normalerweise einen Elektronenstrahl 11»
Wenn das Ende der Spitze 9 gereinigt oder dies© ±n der Form nachbearbeitet werden soll, ιν@τά®η die
ter 26 in die in Strichlinie abgebildete Stellung legt. Die Spitze 9 wird auf ein positives Potential relativ
zum Zylinder 15, zur Hilfskathode 13 und zum Zylinder
14 gebracht, die auf immer negativer werdendem Potential
liegen. Die Hilfskathode 13 emittiert einen Elektronenstrahl
16, der in der Nähe des Endes des Fadens 9 konzentriert wird.
Die Potentiometer 27 und 28 ermöglichen während das
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Betriebs eine Verringerung der Intensität des Elektronenstrahls,
um ein Schmelzen der Spitze zu vermeiden. Die Reinigung unter Vakuum von Verunreinigungen vollzieht sich
_3 sehr schnell in einer Zeit von größenordnungsmäßig 10
bis 10 s.
Bei physikalischen oder chemischen Untersuchungen mit Emissionsspitzen muß man manchmal mit konstanter Temperatur
arbeiten, damit ein Vorgang sich entwickeln kann. Gewöhnlicherweise wird die Spitze durch ohm'sche Wärme mittels
eines elektrischen Stroms erhitzt, der durch einen Bügel fließt. Der Nachteil eines derartigen Vorgehens ist
bedingt durch den Temperaturgradienten, der durch die Strahlung der Spitze hervorgerufen wird; und der zu untersuchende
Kristall, der sich am Ende der Spitze befindet, hat eine relativ niedrige Temperatur. Da bei den Verunreinigungen
die Tendenz besteht, sich nach den relativ kalten Zonen der Oberfläche zu verschieben, findet eine Kontamination
des untersuchten Kristalls statt. Wenn man jedoch die Spitze erfindungsgemäß durch Elektronenbeschuß aufheizt,
wird der Temperaturgradient teilweise umgekehrt, so daß der eben erwähnte Nachteil vermieden wird.
Fig. 4 zeigt eine Kombination des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Elektronenstrahlerzeuger
eines Elektronenmikroskops, das mit einer Spitzenkathode 18 ausgerüstet ist. Ferner sind in Fig. k zu sehen
ein Vakuumgefäß 17, ein Wehnelt-Zylinder 19 und eine Beschleunigungsanode
20 des Mikroskops. Die Spitzenkathode 18 ist auf einem Heizbügel 21 montiert, der die Verwendung
des Elektronenstrahlerzeugers bei hoher Temperatur ermöglicht.
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Erfindungsgeraäß wird für ständig eine Hilfselektronenquelle
vorgesehen, die z. B. durch einen Glüheini ss ions faden 22 gebildet ist.
Wenn die Spitzenkathode 18 regeneriert oder gereinigt
werden soll, genügt es, sie auf ein Anodenpotential su bringen, die Hilfskathode 22 einzuschalten und das Potential
des Wehnelt-Zylinders 19 und der Elektrode 20 so einzustellen, daß ein Elektronenstrahl 23 zum Ende der Spitze
der Kathode 18 abgelenkt wird. Dieses Beispiel zeigt die
Einfachheit der Durchführung der Erfindung, die ±m letzteren
Fall die Hinzufügung zum Elektronenstrahl er setiger
der Hilfskathode 22, von Einrichtungen zur Ändermag der
Speisespannung der Spitzenkathode und von elektrostatischen Linsen benötigt. Diese Vorrichtung erlaubt9 ständig über
eine Elektronenquelle hoher Qualität und relativ laager
Lebensdauer zu verfügen.
Andererseits gestattet die Vorrichtung, Feldenäxssions-
kathoden in einem weniger hohen Vakuum zu verwenden, z. B,
-k -8
von 10 - 10 Torr.
von 10 - 10 Torr.
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die
Elektronen durch elektrostatische Linsen oder Bleche bzw. Schirme abgelenkt und fokussiert. Es versteht sich, daß
dafür auch magnetische Linsen vorgesehen sein können.
In manchen Fällen kann die Nachbearbeitung der Spitze durch eine gleichzeitige chemische Reaktion vervollständigt
werden. Man führt in das Vakuumgefäß ein Gas unter vorbestimmtem Partialdruck ein, z. B. Sauerstoff. Bei der
erreichten hohen Temperatur reagieren das Material der
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e und das Gas, z. B0 der Sauerstoff, miteinander, und
die Reaktionsprodukte werden verdampft.
Für manche Änwendungsfälle ist es notig, Spitzen mit
einem .gut bestimmten Krümmungsradius zu erhalten. Die Erfindung·
ermöglicht eine sehr einfache Kontroll© des Werts
des Krümmungsradius an Ort und Stelle und das automatische Abschalten des Elektronenbeschusses, sobald der gewünschte
Radius erzielt 1st»
Zu diesem Zweck werden elektronische Schaltungen für
die Versorgung der Spitze und der Hilfskathode vorgesehen,
die eine periodische Unterbrechung des Beschüsses der Spitze und des Versetzans in den Emissions zustand ermöglicht. Diese
Schaltungen können irgendeinen an sich bekannten Aufbau haben, Sie werden z. B. durch einen zyklischen Programmgeber
oder durch ein Impulse empfangendes Kippglied gesteuert.
Die Spitze wird in den Zustand der Feldemission -versetzt,
indem sie mit einer negativen Hochspannung an sich bekannten Betrags beaufschlagt wird. Man mißt den emittierten
Strom und vergleicht ihn mit einem Bezugswert, der dem gewünschten
Krümmungsradius entspricht. Sobald dieser Wert erreicht ist., wird die Bearbeitung automatisch beendet«
Eine erfindungsgemäße Einrichtung, die für die Aufarbeitung
von in Vakuum abgenutzten .Spitzen verwendet wird, kann sich automatisch einschaltende Schaltungen aufweisen·
Venn eine Spitze als Feldemissions-Teilchenquelle verwendet
wird, wie in den Beispielen von Fig. 3 und %, unterbricht
eine elektrische Zusatzschaltung periodisch die Speisespannungen -und setzt in Betrieb die Einrichtung zur Xontrolle
der Feldemission.
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Die Intensität des emittierten Elektronenstrahls wird
mit einer zweiten Bezugsintensität verglichen, die einem gegebenen Krümmungsradius entspricht, unter den die Spitze
nachbearbeitet werden muß. Sobald dieser Bezugswert erreicht ist, wird das Bearbeitungsverfahren automatisch ausgelöst
und automatisch wie vorher angehalten.
In manchen Fällen, wenn aufeinanderfolgende Nachbearbeitungen einer Spitze vorgesehen sind, ist es zweckmäßig,
von außerhalb des Vakuumgefäßes eine Relativverschiebung der Spitze und der Elektronenlinsen steuern zu können, um
das Ende der Spitze in die Nähe des Brennpunkts des Elektronenstrahls
verschieben zu können. Man verwendet dazu an sich bekannte Einrichtungen, z. B. deformierbare Netallmembranen
oder gewellte Rohre.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß nicht nur eine Reinigung von auf der Oberfläche sich befindenden Verunreinigungen
erzielt werden kann, sondern auch von absorbierten Verunreinigungen, die zur Oberfläche diffundieren.
Die Reinigung, die in einigen Sekunden unter Vakuum vorgenommen wird, ist beträchtlich besser als die durch andere
Verfahren vorgenommene.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der Hauptsache für die Nachbearbeitung von Metallspitzen verwendet.
Sie kann aber auch zum Verjüngen von Spitzen aus anderen Werkstoffen wie Halbleitern oder Oxyden dienen.
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Claims (1)
- Patentansprüche\1.Ifevfahren zum Fertigbearbeiten, Nachbearbeiten oder Reinigen einer scharfen Spitze, die sich am Ende eines Fadens oder Drahts befindet, wobei das Ende in ein dichtes Gefäß gesetzt wird, in dem ein hohes Vakuum erzeugt wird, und wobei das Ende einem Elektronenstrahlbeschuß ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Fadens auf eine unterhalb der Schmelztemperatur liegende Temperatur gebracht wird, die zur Abtragung von Material durch Verdampfen und dessen Verschieben zum Ende durch Diffusion ausreicht.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch der Elektronenbeschuß unterbrochen wird, daß die Spitze in den Zustand der Feldelektronenemission durch Beaufschlagung mit einem hohen negativen Potential gebracht wird, daß die von der Spitze emittierten Elektronen von einem vor ihr angeordneten Fluoreszenzschirm aufgefangen werden, und daß das durch die Elektronen auf dem Schirm erzeugte vergrößerte Bild der Spitze zur Kontrolle des Zustande der Spitze beobachtet wird.3. Verfahren nach Anspruch 1 zum Fertigbearbeiten, Nachbearbeiten oder Reinigen einer scharfen Spitze, deren Krümmungsradius kleiner als ein vorgegebener Wert sein soll, dadurch gekennzeichnet , daß periodisch der Elektronenbeschuß unterbrochen wird, daß die Spitze in den Zustand der Feldemission durch Beaufschla-109886/1717gung mit einem hohen negativen Potential gebracht wird, daß die Stärke des von der Spitze emittierten Stroms mit einem Bezugsstrom verglichen wird, der eine Stärke entsprechend einem Strom bat, der unter denselben Bedingungen durch eine Spitze mit dem gewählten Krümmungsradius emittiert wird, und daß der Elektronenbeschuß angehalten ,wird, wenn die emittierte Stromstärke die des Bezugsstroms erreicht,h-. Verfahren nach Anspruch ί zum Nachbearbeiten oder Reinigen einer Spitzenkathode, damit deren Emissionseigenschaften über einem vorgegebenen Grenzwert bleiben, dadurch ge kennzeichne t , daß periodisch die Kathode in den Zustand der Feldemission gebracht wird, indem sie mit einem hohen negativen Potential beaufschlagt wird; daß die Stärke des emittierten Stroms mit der Stärke eines ersten Bezugsstroms verglichen wird, die dem Grenzwert entspricht, daß bei dessen Unterschreiten automatisch ein Elektronenbeschuß der Spitzenkathode ausgelöst wirdj daß periodisch der Elektronenbeschuß unterbrochen wird} daß nach jeder Unterbrechung die Spitzenkathode in den Zustand der Feldemission gebracht wird; daß die Stärke des emittierten Stroms mit der Stärke eines zweiten Bezugsstroms verglichen wird, die größer als die des ersten Bezugsstroms ist; und daß bei Erreichen der zweiten Stromstärke automatisch der Elektronenbeschuß unterbrochen wird.5· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, mit einem Gefäß, in dem ein hohes Vakuum herrscht, wobei das Gefäß das Ende eines Fadens oder Drahtes und eine Hilfskathode enthält, mit einer Hochspannungsquelle und mit Umschaltern, um die Kathode auf ein negative» Potential und den Faden auf ein Anodenpotential zn109886/1711. 16-bringen, gekennzeichne t durch eine Einrichtung zur Potentialumschaltung, um periodisch den Faden auf eine Kathodenspannung zu bringen, durch eine Einrichtung zur Verstellung der Kathodenspannung und durch eine Einrichtung zur Messung der Stärke des Elektronenstroms, der durch Feldemission vom Ende des Fadens abgegeben wird.6. Vorrichtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch eine Stromquelle für einen Bezugsstrom konstanter Stärke und durch elektronische Schaltungen zum Vergleich der Stärke des durch Feldemission von der Spitze emittierten Stroms mit der Stärke des Bezugsstroms, um automatisch den Elektronenbeschuß auszulösen, wenn die Stärke des emittierten Stroms kleiner als die Stärke des Bezugsstroms ist, und um automatisch den Elektronenbeschuß zu unterbrechen, wenn die Stärke des emittierten Stroms größer als die Stärke des Bezugsstroms ist.7· Feldemissionsmikroskop zur Beobachtung von Objekten, die durch das Ende eines Fadens oder Drahts in Form einer Spitze gebildet sind, der sich in einem Gefäß mit hohem Vakuum befindet, gekennzeichnet durch mindestens eine Hilfskathode (13; 22), die sich im Innern des Gefäßes (1O) befindet, und durch eine Umsehalteinrichtung (26), durch die der Faden (9; 18) auf ein Anodenpotential bringbar und der Beschüß des Endes des Fadens mittels von der Hilfskathode emittierter Elektronen (16; 23) auslösbar ist.8. Emissionseinrichtung für elektrische Teilchen, mit einer als Elektronen- oder Ionenquelle benutzten Spitze,109886/1717die sich, in einem Vakuumgefäß befindet, gekennzeichnet durch mindestens eine Hilfskathode (13> 22), die im Innern des Vakuumgefäßes (1O) angeordnet ist, und durch eine Umschalteinrichtung (26), durch die der Faden (9; 18) auf ein Anodenpotential bringbar und der Beschüß des Endes des Fadens mittels von der Hilfskathode emittierter Elektronen (16; 23) auslösbar ist.9. Emissionseinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Bezugsstromquelle, wobei die Stromstärke des Bezugsstroms einem Grenzwert entspricht, unterhalb dem die Spitze nachbeärbeitet oder gereinigt werden muß, und durch elektronische Schaltungen, die die Stärke des von der Spitzenkathode (9? 18) emittierten Elektronenstrahls (11) mit der Stärke des Bezugsstroms vergleichen und bei Unterschreiten der Stärke des Bezugsstroms durch diese Stromstärke automatisch auf Umschalter (26) einwirken, um die Spitze auf ein Anodenpotential und die Hilfskathode auf ein Kathodenpotential zu bringen, um einen Elektronenbeschuß (16; 23) des Endes der Spitzenkathode auszulösen.10. Verfahrensprodukt, gebildet durch eine Spitze, die sich am Ende eines Fadens oder Drahts befindet und durch das Fertigbearbeitungs- oder Nachbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Spitze einen sehr kleinen Krümmungsradius hat, genau rotationssymmetrisch zur Fadenachse ist und einen sehr kleinen Öffnungswinkel aufweist.109886/1717Leerseite
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