磁浸没热场发射电子枪

为了提高扫描电镜等设备的探针束流，设计了磁浸没式热场发射电子枪，可对电子枪阴极发射电子进行有效收集，提高有效的发射束流。对磁浸没热场发射电子枪的电子光学特性进行了理论分析，仿真对比了单极靴、双极靴轴向间隙、双极靴径向间隙3种结构的磁透镜性能。基于双极靴轴向间隙结构的透镜设计了磁浸没式电子枪，仿真分析了束斑、束流、角束流密度、亮度等参数随浸没透镜的变化情况。基于实验平台对浸没透镜的磁场分布与磁浸没式电子枪的有效发射束流进行了测试。实验结果表明：浸没透镜磁场实际分布值与仿真值基本一致；在相同光阑尺寸下，磁浸没式电子枪的有效发射束流在3.3 kV低加速电压下为44.97 nA，23.5 kV高加速电压下为638.12 nA，与普通热场发射电子枪相比提高了约4倍。