22378

طراحي و بهينه سازي تفنگ الكتروني جهت كاربرد در ميكروسكوپ الكتروني

كارشناسي ارشد

الكترونيك

1398/11/21

دكتر ياوند

برق

اغلب آزمايشگاهها مواد و اتاقهاي تميز ساخت افزارهاي نانو، از ميكروسكوپ الكتروني براي تصويربرداري با قدرت تفكيك بالا به منظور تحليل كيفيت و ساختار سطحي اجسام استفاده ميكنند. ميكروسكوپها الكتروني ابزاري كاملاً ضروري براي تحقيقات نوين در دنياي نانو است. در اين پايان نامه اجزاي تشكيل دهنده ميكروسكوپ الكتروني و سيستم ليتوگرافي 8 باريكه الكتروني مورد بررسي قرار گرفته است، طراحي و ساخت تفنگ الكتروني كه داراي كمترين قطر ممكن و كم هزينهترين لنزهاي متمركز كننده الكتروني كه مناسب براي ميكروسكوپ الكتروني و ليتوگرافي الكتروني باشد، هدف اين پاياننامه است. در اين پايان نام سعي به كاهش حداكثري ضريب ابيراهي كروي شده و افزايش روشنايي پرتو الكترون است. براي قرار گيري ستون الكتروني در خلأ يك محفظه خلأ استيل طراحي و ساخته شده و به وسيله پمپ ديفيوژن خلأ بالا ايجاد شده است. به وسيله شمعهاي خودرو فيدتروهاي خلأ ولتاژ بالا ساخته شده است. فشار خلأ نهايي كه در اين محفظه اندازه گيري شد، برابر با 5-^10 تور است و اين مقدار خلأ براي منبع الكترون گرمايوني بسيار عالي است. جنس ستون الكترون شامل مس براي لنز الكترواستاتيك است و برنز براي نگهدارنده، آند و گيره لنز الكترواستاتيك به كار گرفته شده است و آلومينا (سراميك) براي عايق الكتريكي است.

1399/06/14

Design and Optimization of an Electron Gun for Use in Electron Microscopy

2/10/2020 12:00:00 AM

Microelectronics laboratories and nanotechnology clean-rooms, utilize Electron Microscope Imaging to enhance the quality and conceptual analysis of nano-layers, due to it’s high resolution. Electron beam lithography,that is another essential tool for microelectronics laboratories is a system similar to electron microscope. In this thesis, first, the components of an electron microscope are studied and then the electron gun, that is an essential part of the system, is designed and fabricated. In this way, our goal is to achieve very low cost electron gun, with good performance. The effort is to reduce the spherical aberration factor and increasing the electron brightness. To test the fabricated gun, we have designed and fabricated a vacuum chamber using stainless steel. Two stage vacuuming has been adopted using a rotary vane and a diffusion pump. The required high voltage vacuum feed-through connections are made by car spark plug. The final vacuum pressure measured in the chamber is 10e−5 𝑇𝑜𝑟𝑟 , which is excellent for the thermionic electron source. The fabricated electron column includes copper electrostatic lens, bras Wehnelt anode and alumina electrostatic lens holder. Alumina is used as an electrical insulation.