論文の概要: Near-monochromatic tuneable cryogenic niobium electron field emitter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.05767v2
- Date: Thu, 6 Oct 2022 22:12:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 12:11:38.211820
- Title: Near-monochromatic tuneable cryogenic niobium electron field emitter
- Title(参考訳): 近点単色可変低温ニオブ電子場エミッタ
- Authors: Cameron W. Johnson, Andreas K. Schmid, Marian Mankos, Robin R\"opke,
Nicole Kerker, Ed K. Wong, D. Frank Ogletree, Andrew M. Minor and Alexander
Stibor
- Abstract要約: 単結晶超伝導ニオブナノチップの5.9K温度での電界放出について述べる。
放出される電子エネルギースペクトルは、16 meVまでの超狭い分布を示す。
この光源はレンズ収差の影響を低減し、低エネルギー電子顕微鏡、電子エネルギー損失分光、高分解能振動分光の新しいモードを可能にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 48.7576911714538
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Creating, manipulating, and detecting coherent electrons is at the heart of
future quantum microscopy and spectroscopy technologies. Leveraging and
specifically altering the quantum features of an electron beam source at low
temperatures can enhance its emission properties. Here, we describe electron
field emission from a monocrystalline, superconducting niobium nanotip at a
temperature of 5.9 K. The emitted electron energy spectrum reveals an
ultra-narrow distribution down to 16 meV due to tunable resonant tunneling
field emission via localized band states at a nano-protrusion's apex and a
cut-off at the sharp low-temperature Fermi-edge. This is an order of magnitude
lower than for conventional field emission electron sources. The self-focusing
geometry of the tip leads to emission in an angle of 3.7 deg, a reduced
brightness of 3.8 x 10exp8 A/(m2 sr V), and a stability of hours at 4.1 nA beam
current and 69 meV energy width. This source will decrease the impact of lens
aberration and enable new modes in low-energy electron microscopy, electron
energy loss spectroscopy, and high-resolution vibrational spectroscopy.
- Abstract(参考訳): コヒーレント電子の生成、操作、検出は、将来の量子顕微鏡と分光技術の中心にある。
低温での電子ビーム源の量子特性の活用と特に変化は、その放出特性を高めることができる。
ここでは、単結晶の超伝導ニオブナノチップからの電子放出を5.9kの温度で記述する。放出された電子エネルギースペクトルは、ナノプロジェクションの頂点での局所化バンド状態と鋭い低温フェルミエッジでのカットオフにより、波長可変共振トンネル放出により、16mev以下の超ナロー分布を示す。
これは従来の電界放出電子源よりも桁違いに低い。
先端の自己焦点幾何学は、3.7 degの角度で放出され、3.8 x 10exp8 A/(m2 sr V)の輝度が減少し、4.1 nAのビーム電流と69 mVのエネルギー幅で時間安定性が保たれる。
この光源はレンズ収差の影響を低減し、低エネルギー電子顕微鏡、電子エネルギー損失分光、高分解能振動分光の新しいモードを可能にする。
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