Kimball LaB6 Kathoden für REM und TEM
YPS Schottky Thermische Feldemissionskathoden (TFE)
Bell Jar kratzfreie Glaspolitur
Kimball LaB6 Kathoden für REM und TEM
Höhere Helligkeit, Höhere Stabilität, LaB6 Kathoden mit langer Lebensdauer
Kimball LaB6 Kathoden für REM und TEM
Einleitung
Die Kimball ES-423E LaB6 Kathoden sind effiziente, robuste und hoch qualitative LaB6 Kathoden. Die LaB6 Standardkathode mit einer 15 µm abgerundeten Spitze besitzt einen Winkel von 90°. Diese Geometrie ermöglicht eine Elektronenquelle höchster Helligkeit bei gleichzeitig exzellenter Langzeitstabilität. Eine spezielle Version mit einem Winkel von 60° und einem kleineren Durchmesser von 6 µm sind für speziell für TEM verfügbar.
Kimball Physics verwendet zur Herstellung der Kathoden sehr reine und hochwertige <100> LaB6-Einzelristalle. Damit ermöglichen diese Kathoden eine Helligkeit des bis zu 10-fachen, verglichen mit Wolframkathoden. Dies ergibt für die Kimball-Emitter höher auflösende und signalstärkere Bilder in LaB6 REM. Außerdem ist die Lebensdauer einer LaB6 Kathode sehr viel länger und in dieser Zeit auch stabiler. Bitte lesen Sie auch dazu "die Elektronen-Quellen-Performance-Tabelle. Die Kimball LaB6-Kathoden verbessern Ihre REM-Ergebnisse in den folgenden Einsatzgebieten:
- REM für Anwendungen mit kleinen verwendeten Hochspannungen
- REM Langzeitmessungen
- TEM Bildgebung und –analyse
- Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA oder Mikrosonde)
- Elektronenstrahllithographie
Die Kimball LaB6-Kathoden sind verfügbar in drei Varianten:
1 - Die LaB6 Standardkathode mit einer 15 µm abgerundeten Spitze und einen Winkel von 90°
für Standard REM und Standard TEM Anwendungen.
2 - Lange Lebensdauer, hohe Stabilität LaB6 Kathode mit einer 20 µm abgerundeten Spitze und einen Winkel von 90° für Mikrosonden und analytische Anwendungen im REM.
3 - Höher Helligkeit LaB6 Kathode mit einer 6 µm abgerundeten Spitze besitzt einen Winkel von 60°
für TEM Anwendungen.
LaB6 Emitter benötigen ein höheres Vakuum als die normalen Wolframkathoden, welches üblicherweise durch eine extra Ionengetterpumpe an der Elektronenquelle gewährleistet wird. Der dort benötige Mindestdruck beträgt etwa 10-7 mbar bzw. 10-5 Pa.
Aufbau und Eigenschaften der Kimball ES-423E LaB6 EM Kathoden 
Die Kimball Physics ES-423E (erweiterte Lebensdauer) LaB6 Kathode ist eine hochleistungsfähige, indirekt geheizte thermische Elektronenquelle. Die LaB6 Kathode enthält Kohelstoffstäbe für die Heizung, was in verbesserte Stabilität, erhöhte Zuverlässigkeit und eingebautes LaB6 Kristall resultiert, um die Kontamination der Wehneltzylinder zu reduzieren. Es gibt keinen direkten Heizungsstrom durch das LaB6 Kristall und keine Hochtemperatur-übergänge, wo Strom fließt. Der LaB6 Kristall ist umgeben von einer Kohlenstoffhülse. Das Ergebnis ist eine kompakte Struktur, kompatibel mit fast jedem Wehneltzylinder. Dies hat folgende Vorteile:
- Passen in REM, TEM, Mikrosonden und Elektronenstrahl-Lithographiesysteme
- Indirekt geheiztes hochreines LaB6 Kristall, resultiert in niedriger Heizungsstrom
- Hohe Stabilität, verringert Drift
- Kohlenstoffhülse um das LaB6 Kristall verringert die Kontamination des Wehneltzylinders
- Durch den geringen Dampfdruck und hohen Schmelzpunkt von LaB6 wird die Abdampfung von Material verhindert.
- Hohe Winkelintensität, etwa 10fach verglichen mit W-Kathoden, sogar 20x bei feinerer Spitzen
- Stabiler Emissionstrom durch seinen wiederstandfähigen und robusten Aufbau. Die Standard Kimball LaB6 Kathoden besitzen eine Stabilität von ca. 3 %/h bei 1550 °C
- Lange Lebensdauer: Bei 10-7 mbar bzw. 10-5 Pa und stabilen 1550 °C Nutztemperatur wird eine Lebensdauer von 500 bis 2000 h erwartet.
- Kleinere Elektronenaustrittsarbeit von nur 2,66 eV, im Vergleich zu 4,7 eV bei W
Einzelheiten und Spezifikationen der Kimball ES-423E LaB6 Kathoden finden man in den PDFs: Kimball ES-423E extended life LaB6 cathode specification (Englisch). und Kimball ES-423E extended life LaB6 cathode user information (Englisch).
Spezifikationen der Kimball ES-423E EM Kathoden
Bitte nutzen Sie die folgende Übersichtstabelle zur Ermittlung der passenden LaB6 Quelle für Ihr REM, TEM oder Mikrosonde. DieKimball ES-423E EM Kathoden sind erhältlich für Thermo, FEI, Hitachi, JEOL, AmRay, Camscan, ISI, ABT, Topcon, Philips, Tescan, Zeiss, LEO, Leica, und Cambridge Instruments Elektronenmikroskope.
Art |
Standard Spitze |
Hochstabile Spitze |
Feine Spitze |
Spitzenform |
90° Spitze mit 15µm Abrundung |
90° Spitze mit 20µm Abrundung |
60° Spitze mit 6µm Abrundung |
Helligkeit |
10 fache eines W-Emitters |
5 fache eines W-Emitters |
20 fache eines W-Emitters |
Sättigung |
Einzelner Spot bei 1550°C |
Einzelner Spot bei 1550°C |
Einzelner Spot bei 1550°C |
Crossover |
Klein; 7-10µm |
Klein; 7-10µm |
Klein; 7-10µm |
Winkelverteilung |
Sharf; 1.6 x 10-2 rad |
Sharf; 1.6 x 10-2 rad |
Sharf; 1.6 x 10-2 rad |
Standzeit |
Lang > 500 hrs |
Mehr als standard Spitze |
Weniger als standard Spitze |
Handhabung |
Mässig |
Einfach |
Schwieriger |
Stabillität |
Hoch, besser 3%/hr |
Hoch, besser 3%/hr |
Hoch, besser 3%/hr |
Vakuum |
10-7 mbar oder besser |
10-7 mbar oder besser |
10-7 mbar oder besser |
Austrittsenergie |
2,66 eV |
2,66 eV |
2,66 eV |
Anwendung |
REM & TEM |
Mikrosonde/Analytisches REM |
TEM |
Übersichtstabelle Kimball ES-423E EM Kathoden
Elektronenmikroskop oder Filamenttype |
Artikelnr. |
Keramik Scheibe mm |
Stiftdurchm. mm |
Stiftabstand mm |
AEI |
12.0 |
1.0 |
6.45 |
|
AmRay /AMR (außer 1200 Serie) |
26.0 |
1.0 |
5.0 |
|
Cambridge Instruments (außer S4-10) |
12.0 |
1.0 |
6.45 |
|
CamScan mit AEI Umbauten |
12.0 |
1.0 |
6.45 |
|
FEI TEM und REM |
26.0 |
1.0 |
5.0 |
|
Hitachi S-Type |
9.8 |
1.2 |
2.7 |
|
JEOL K-Type – Metallring Standard REM-Tip |
28.0 |
1.2 |
8.0 |
|
JEOL K-Type – Metallring Spitzer TEM-Tip |
28.0 |
1.2 |
8.0 |
|
Leica |
12.0 |
1.0 |
6.45 |
|
LEO 400 und 1400 Serie REM |
12.0 |
1.0 |
6.45 |
|
LEO1450 (außer AEI Umbauten) |
19.8 |
1.0 |
5.0 |
|
LEO TEM |
19.8 |
1.0 |
5.0 |
|
Philips REM und TEM (außer XL-30) |
26.0 |
1.0 |
5.0 |
|
Philips XL-30 SEM |
12.0 |
1.0 |
6.45 |
|
Tescan |
19.8 |
1.0 |
5.0 |
|
Thermo REM und TEM |
26.0 |
1.0 |
5.0 |
|
Zeiss DSM REM und TEM |
19.8 |
1.0 |
5.0 |
|
Zeiss EVO REM |
12.0 |
1.0 |
6.45 |
Elektronen-Quellen-Vergleichs-Tabelle
Die Electron-Source-Performance-Tabelle gibt zusätzliche Informationen bezüglich Leistung und Anforderungen verschiedener Elektronen-Emitter. Wolfram-Kathoden sind weiterhin in den meisten REM und in allen TEM verbaut. Bessere Ergebnisse können mit LaB6-Kathoden erzielt werden.
Die besten Ergebnisse werden mit Schottky oder kalten Feldemissionsquellen erreicht werden.
Emitter Art |
Thermisch |
Thermisch |
Schottky TFE |
Kalte FE |
Bilder der Kathodenspitzen |
|
|
|
|
Kathodenmaterial |
W |
LaB6 |
ZrO/W (100) |
W (310) |
Kathodentemperatur (K) |
2700 |
1800 |
1800 |
300 |
Kathodenradius (nm) |
60,000 |
10,000 |
<1000 |
<100 |
Effektive Quellenradius (µm) |
25 |
10 |
0.015 |
0.0025 |
Emissionsstromdichte (A/cm2) |
3 |
30 |
5300 |
17,000 |
Emissionsstrom (µA) |
200 |
80 |
200 |
5 |
Richtstrahlwert (A/cm2.sr.kV) |
1x104 |
1x105 |
1x107 |
2x107 |
Maximum Strahlstrom (nA) |
1000 |
1000 |
10 |
0.2 |
Energiebreite @ Kathode (ev) |
0.59 |
0.4 |
0.31 |
0.26 |
Energiebreite @ Quelleaustritt (eV) |
1.5 – 2.5 |
1.3 – 2.5 |
0.35 – 0.7 |
0.3 – 0.7 |
Kurzzeitstabilität des Strahlstroms (%) |
1 |
1 |
1 |
5 – 10 |
Stabilität des Emissionsstroms (%/h) |
0.1 |
0.2 |
<0.5 |
5 |
Vakuum (hPa/mbar) |
<10-5 |
<10-6 |
<10-8 |
<10-10 |
Lebensdauer der Kathode (h) |
100 |
>1000 |
>5000 |
>2000 |
Regenerieren der Kathode (h) |
Nicht |
Nicht |
Nicht |
6-12 |
Externe Empfindlichkeit |
Minimal |
Niedrig |
Niedrig |
Hoch |
Stabilität |
Standard |
Hoch |
Sehr hoch |
Niedrig |
Röntgen Mikro-Analyse |
EDS / WDS |
EDS / WDS |
EDS / WDS |
EDS |
Additional resources for the Kimball ES-423E extended lifetime LaB6 cathodes:
TSB - Emission - Drift and LaB6 source stability (Englisch)
TSB - Kimball LaB6 cathode operating instructions for Leica Cambridge Instruments SEMs (Englisch)
TSB - Oxygen activation of LaB6 cathodes - The double saturation effect (Englisch)
TSB - Recovery of Emission from Kimball LaB6 following a vacuum dump (Englisch)
TSB - Relationship between LaB6 cathode lifetime and vacuum (Englisch)
TSB - The Kimball LaB6 cathode style 60-6 (Englisch)
TSB- General guidelines for operating Kimball LaB6 cathodes (Englisch)
Data Table - LaB6 thermodynamics (Englisch)
Graph - LaB6 surface recession against brightness (Englisch)
Graph - LaB6 surface recession against temperature (Englisch)
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