Einmal jährlich versammeln sich Wissenschaftler*innen aus allen Bereichen der Vakuum- und Nanoelektronik auf der IVNC, um sich über aktuelle Forschungsergebnisse rund um die Herstellung und Charakterisierung von Elektronen- und Ionenquellen bis hin zu deren Anwendungen auszutauschen. In diesem Jahr fand die Konferenz vom 13. bis 17. Juli in Tokyo, Japan statt und wurde von der Division of Future Vacuum Electronics der Japan Society of Vacuum and Surface Science organisiert.
Mit dabei war Aleksandra Buchta vom Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT), die in einem Vortrag und zwei Posterpräsentationen über verschiedene Themenbereiche aus ihrer eigenen Forschung gesprochen hat.
Prämierte Präsentation auf der IVNC
Gleich zu Beginn der Konferenz stellte sie in ihrem Vortrag unter dem Titel „Thermographic Imaging as a Diagnostic Tool for Field Emitter Performance and Degradation Analysis“ eine völlig neue Methode zur Untersuchung von Feldemitter-Arrays vor. Für diese Präsentation erhielt Aleksandra Buchta im Rahmen der IVNC die Auszeichnung „Student Oral Presentation Award“, mit dem jeweils die beiden besten Vorträge der gesamten Veranstaltung gekürt werden.
In der zugehörigen Arbeit untersuchte sie einen in-situ-thermografischen Ansatz, bei welchem Infrarotraufnahmen der Elektronenquelle synchron mit Strom-Spannungs-Messungen und dem Vakuumdruck aufgenommen werden. Durch die Kombination dieser Messdaten lassen sich lokale Hotspots, Unterschiede zwischen einzelnen Emittern sowie frühe Anzeichen von Instabilität und Degradation erkennen, die anhand elektrischer Messungen allein nicht sichtbar wären. Die Methode wurde auf verschiedene Kathodengeometrien angewendet, unter anderem auf vereinzelte Silizium-Feldemitter-Arrays und planare Kathoden mit unterschiedlichen Beschichtungen. Die Ergebnisse zeigen, dass das thermische Verhalten ein wichtiger Parameter für die Zuverlässigkeit von Feldemissionsquellen ist. Mithilfe der Thermografie können stabile Betriebsbedingungen von solchen unterschieden werden, die zu Durchschlägen oder langfristiger Degradation führen können.
Diamantbeschichtungen und Carbon Nanowalls für Feldemitter
Noch am selben Tag präsentierte Aleksandra Buchta zu späterer Stunde das erste ihrer Poster zum Thema „Enhanced Field Emission Performance of Boron-Nitrogen Co-Doped Carbon Nanowalls“. Die Arbeit ist gemeinsam mit der Gdańsk University of Technology entstanden und befasst sich mit bor- und stickstoffkodotierten Carbon Nanowalls auf hochdotiertem Silizium. Die Ergebnisse zeigen stabile Emissionsströme bei hohen Stromdichten, wodurch sich diese Materialien für miniaturisierte Elektronen- und Ionenquellen eignen könnten.
Am folgenden Tag stellte Aleksandra Buchta den dritten ihrer Beiträge vor, ebenfalls im Rahmen einer Postersession zum Thema „Field Emission from PCD-Coated Si: Planar and Array Configurations“. Dabei ging es um die Untersuchung von stickstoffdotierten polykristallinen Diamantbeschichtungen auf planaren Kathoden und trenngeschliffenen Feldemitter-Arrays. In dem Zusammenhang wurden unter anderem der Einfluss der Kathodengeometrie und der Extraktionselektrodengeometrie auf die Emissionsstabilität und die benötigte Extraktionsspannung untersucht.
Entwicklung von Elektronenquellen am IMPT
Zurück in Garbsen am IMPT widmet sich Aleksandra Buchta wieder dem Thema ihrer angehenden Promotion. Dafür beschäftigt sie sich mit der Entwicklung und Charakterisierung von zuverlässigen Elektronenquellen für den Einsatz in einer miniaturisierten magnetfreien Ionengetterpumpe.
