[实用新型]灯丝结构、离子源及热场发射电子源

说明书

本实用新型提供了一种灯丝结构、离子源及热场发射电子源，涉及技术领域，解决了电子源及离子源中的灯丝结构，在加热后由于高温变形导致发射体偏离光阑，无法继续使用的技术问题；该灯丝结构包括灯丝本体，灯丝本体呈V型结构，V型结构的两顶端分别与两接线柱连接，V型结构的尖端与发射体连接，V型结构与任一接线柱的连接点至其尖端之间的距离，等于V型结构与接线柱两个连接点之间的距离；该灯丝结构与两接线柱的配合结构形成了等边三角形结构，该结构在温度变化的时候，所受应力最为分散，结构更为稳定，不容易受热变形，从而防止发射体由于变形灯丝本体变形导致无法对准光阑；延长电子源及离子源的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及电子显微镜与聚焦离子束技术领域，尤其是涉及一种灯丝结构、离子源及热场发射电子源。

背景技术

离子显微镜/离子-电子双束显微镜以及电子显微镜是重要的科学研究、量测及微纳加工仪器，在物理、材料、化学、生命等科研领域，半导体先进制程、工程材料检测等工业领域发挥着巨大的作用。

离子显微镜中，离子源是其关键零部件之一。目前应用最广泛的离子源是液态镓离子源。电子显微镜中，电子源是其关键零部件之一，电子源的特性往往决定了电子显微镜的主要性能。

热场电子源在使用的时候需要将发射体加热到1800K的温度，液态镓离子源使用的时候需要对发射体及镓容器加热，发射体均是通过灯丝结构固定在接线柱上。以热场电子源为例，热场发射电子源中接线柱用于上电，通过2～3A电流；灯丝结构焊接在接线柱上，通电后发热，将发射体尖端加热至1700～1800K。发射体在加热至高温时并外加电场的作用下发射电子；热场发射电子源中还包括有吸出极，吸出极上的光阑允许发射体发射出的用于照明的电子束经过。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有技术中的灯丝结构通常为钨丝，在加热时金属灯丝易变形，灯丝变形造成发射体的位置发生变化，使得发射体与其配合的光阑无法对准，导致无法使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种灯丝结构、离子源及热场发射电子源，以解决现有技术中存在的电子源及离子源中的灯丝结构，在加热后由于高温变形导致发射体偏离光阑，无法继续使用的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的灯丝结构，包括灯丝本体，所述灯丝本体呈V型结构，其中：

所述V型结构的两顶端分别与两接线柱连接，所述V型结构的尖端与发射体连接，所述V型结构与任一所述接线柱的连接点至其所述尖端之间的距离，等于所述V型结构与所述接线柱两个连接点之间的距离。

优选的，所述灯丝本体包括分别与两所述接线柱连接的第一加热丝和第二加热丝，所述第一加热丝和所述第二加热丝连接形成所述V型结构，所述第一加热丝和所述第二加热丝等长，且两者之间的角度为60°。

优选的，所述第一加热丝和所述第二加热丝分别连接于两根所述接线柱的相对侧或同侧。

优选的，所述发射体与所述V型结构的所述尖端焊接。

优选的，所述V型结构的尖端位于两根所述接线柱轴线的中心线上，以使所述发射体位于两根所述接线柱轴线的中心线上。

优选的，所述第一加热丝和所述第二加热丝均与所述接线柱焊接。

优选的，所述第一加热丝和/或所述第二加热丝为钨丝。

本实施例中还提供了一种离子源，包括接线柱、发射体、离子存储结构、吸出极和上述灯丝结构，所述离子存储结构与所述发射体相连接，且所述离子存储结构表面的液态金属能流至所述发射体，所述发射体与所述吸出极上的光阑正对设置。