DE3001622A1

DE3001622A1 - Tragvorrichtung fuer eine gluehkathode

Info

Publication number: DE3001622A1
Application number: DE19803001622
Authority: DE
Inventors: Masaru Amemiya; Hirotoshi Hagiwara; Hideo Hiraoka
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1979-01-23
Filing date: 1980-01-17
Publication date: 1980-07-24
Also published as: FR2447603A1; JPS5598435A; GB2042795B; GB2042795A; DE3001622C2; US4311941A; FR2447603B1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Glühkathode für einen Kathodenstrahlerzeuger, der in vielen verschiedenartigen Instrumenten Verwendung findet, wie z.B. bei einer mit einem Elektronenstrahl arbeitenden lithographischen Anlage und/oder einem mit einem Elektronabtaststrahl arbeitenden Mikroskop. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Weiterentwicklung einer Tragvorrichtung, die die Glühkathodenspitze thermisch und mechanisch stabil trägt.

Üblicherweise wird als Glühkathode eine Wolfram-Haarnadel verwendet. Bei einer mit einem Elektronenstrahl arbeitenden lithographischen Anlage und/oder einem mit einem Elektronenabtaststrahl arbeitenden Elektronenmikroskop wird seit einiger Zeit eine Kathodenspitze verwendet, die aus einem kirstallierten Lanthanhexaborid besteht, das die Kristallstruktur in Form von caBg hat. Die Kathodenspitze wird von zwei stark anisotropen kohlenstoffhaltigen Materialien gehalten, die an beiden Seiten als Zwischenlagen angeordnet sind.

Zwei Heizeinrichtungen, die die Kathodenspitze bei einer derartigen Kathodenstrahleinrichtung tragen, wärmen die Kathodenstrahlspitze schnell durch Joule¹sehe Wärme auf, die bei der Einschaltung der Heizeinrichtungen erzeugt wird, um thermische Elektronen abzugeben. Die beiden, die Wärmeerzeugung liefernden Einrichtungen müssen hinsichtlich ihrer Ab-

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Stützung nicht thermisch verformbar sein und behalten ihre Tragfähigkeit stabil bei. Ferner haben sie die Aufgabe, der Glühkathodenspitze eine Emissionsfähigkeit zu verleihen, die beispielsweise aus Lanthanhexaborid besteht, das eine Kristallstruktur in Form von caBg hat.

In Fig. 1 ist in einer Schnittansicht'eine übliche Tragvorrichtung für eine Glühkathode gezeigt, die beispielsweise in der US-PS 4 068 145 beschrieben ist. Bei dieser Tragvorrichtung für eine Glühkathode ist eine Emitterspitze 1 von zwei Heizeinrichtungen 2a und 2b gehalten, die ihrerseits durch zwei elektrisch leitende Elemente 3 und 4 gehalten sind, die in Form einer Gabel ausgebildet sind. Die Auslegung ist so getroffen, daß jede die Spitze tragende Heizeinrichtung 2a und 2b mittels Federn 9 und 10 in eine Richtung aufeinander zu gedrückt wird. An.den Enden der elektrisch leitenden Elemente 3 und 4 sind unterteile Abschnitte in Form einer weiteren gabelförmigen Gestalt ausgebildet. Am Ende jedes inneren unterteilten Abschnitts 3a und 4a sind die Kathodenspitze 1 und die die Kathodenspitze tragenden beiden Heizeinrichtungen 2a und 2b gleichzeitig gehalten. Die Federelemente 9 und 10 sind auf einem weiteren äußeren Abschnitt der äußeren Abschnitte 3b und 4b der unterteilten Abschnitte der elektrisch leitenden Elemente angebracht, so daß sie die die Spitze tragenden Heizeinrichtungen 2a und 2b in eine Richtung drücken, daß die Heizeinrichtungen 2a und 2b die Kathpdenspitze 1 halten. Die Federelemente 9 und 10 sind aus Materialien, wie z.B. Molybdän, hergestellt, die ihr Federumgsvermögen oder ihre Elastizität selbst bei einer hohen Temperatur beibehalten. Die Federn sind in Form eines ebenen Teils oder eines Streifenstücks ausgebildet. Die beiden elektrisch leitenden Elemente 3 und 4 neigen zu einer schnellen Erwärmung, wenn die Kathodenspitze 1 erwärmt wird, und deshalb sind die Federelemente 9 und 10 an der Außenfläche der elektrisch leitenden Elemente 3 und 4 mittels Schrauben 11a und 11b derart angebracht, daß die Federelemente

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nicht durch die von der Kathodenspitze 1 und die die Kathodenspitze tragenden Heizeinrichtungen 2a und 2b gelieferte Wärme erwärmt werden. Ein paar Drückelemente 2a und 2b sind vorgesehen, die aus einem isolierenden Material, wie z.B. Porzellan, hergestellt sind und von dem freien Ende der Federelemente 9 und 10 mit einer Druckkraft beaufschlagt v/erden. Diese beiden Drückelemente 12a und 12b durchziehen Durchgangs öffnungen 30a ' und 30b,die in daa äußeren unterteiltaaAbschnitten 3b und 4b ausgebildet sind, und sind in Achsrichtung gleitend auf Tragstücken abgestützt. Die Auslegung ist hierbei so vorgenommen, daß jedes Federelement 9 und 10 das Drückelement 12a und/oder 12b in einer Achsrichtung der Kathode drückt, um die inneren unterteilten Abschnitte 3a und 4a zusammenzudrücken, die ihrerseits die die Spitze tragenden Heizeinrichtungen 2a und 2b und die Kathodenspitze 1 halten.

Bei der zuvor beschriebenen üblichen Trageinrichtung für eine Glühkathode sind die beiden Federelemente 9 und 10 direkt an den elektrisch leitenden Elementen 3 und 4 befestigt, und folglich steigt die Temperatur der Federelemente 9 und 10 bei Erwärmung elektrisch leitender Elemente 3 und 4 an. Hierdurch verlieren die Federelemente 9 und 10 bei einer langer dauernden Erwärmung ihre Elastizität, obgleich die Materialien durch Wärme nicht stark beeinflußbar sind. Durch den Verlust an Elastizität ergibt sich eine Veränderung des Kontaktwiderstands zwischen den die Spitze tragenden Heizeinrichtungen und der Kathodenspitze; Durch die Veränderung des Kontaktwiderstands verändert sich unerwünschterweise die Temperatur der Kathodenspitze 1. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die äußeren Abschnitte 3b und 4b des unterteilten Abschnitts der elektrisch leitenden Elemente 3 und 4 lediglich als Elemente dienen, mit denen die Federelemente 9 und 10 befestigt werden und Gleitführungen bilden. Diese äußeren Abschnitte 3b und 4b können nicht als Mittel dienen, die eine Wärmestrahlung von dem oberen Abschnitt der Kathode zu den Federelementen 9 und 10

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verhindern. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß die Federelemente derart ausgebildet sind, daß sie sich nach außen erstrecken, so daß die Kathodenstrahlvorrichtung insgesamt unerwünscht große Abmessungen erhält. Normalerweise sind die elektrisch leitenden Materialien wärmeleitende Materialien. Wenn deshalb die elektrisch leitenden Elemente in ihren Abmessungen größer werden, wird auch mehr Wärme abgeleitet, wodurch ein höherer Wärmeverlust entsteht und eine größere elektrische Energie aufgebracht werden muß. Wie zuvor angegeben, wird die Haltekraft für jede der die Spitze tragenden Heizeinrichtungen 2a und 2b, mit der die Emitterspitze 1 gehalten wird, durch die Federelemente 9 und 10 aufgebracht. Bei dieser Auslegung ist jedoch die Feineinstellung der Druckkraft nicht verifizierbar.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Tragvorrichtung für eine Glühkathode zu schaffen, bei der das elektrisch leitende Element wesentlich kleiner als übliche Vorrichtungen ausgelegt ist, um elektrische Energie zur Erwärmung und Erhitzung einzusparen.

Vorzugsweise soll erfindungsgemäße eine Tragvorrichtung für eine Glühkathode derart ausgebildet werden, daß eine Kathode aus Hexaborid mit einer Kristallstruktur in Form von caBg für unterschiedliche Bauformen von vorgefertigten Sockeln verwendbar ist, wie z.B. die Kathode mit einer Wolfram-Haarnadel.

Bei der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung für eine Glühkathode soll die Feineinstellung sowohl der Druckkraft zur Abstützung der Glühkathoden spitze als auch der Lage des Oberteils der Kathode leicht durchführbar sein.

Auch will die Erfindung bezwecken, daß bei einer Tragvorrichtung für eine Glühkathode die Drückeinrichtungen elektrisch isoliert und thermisch gesondert von den elektrisch leitenden

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Elementen sind, und daß die Druckkraft der Drückeinrichtungen sich nicht im Laufe der Zeit ändert.

Insbesondere soll die Tragvorrichtung für eine Glühkathode erfindungsgemäß derart ausgelegt werden, daß die Materialien, aus denen die notwendigen Bauteile der Vorrichtung hergestellt werden, leicht beschaffbar und bearbeitbar sind, die Montage, der Zusammenbau und die Einstellung ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden können, und folglich die Herstellungskosten für die Vorrichtung niedrig sind.

Die Tragvorrichtung für eine Glühkathode nach der Erfindung weist eine Glühkathodenspitze, eine die Spitze tragende Heizeinrichtung, die mit den beiden Seiten oder dem Umfang der Glühkathode in Berührung ist, ein Paar federnd nachgiebiger oder elastischer und elektrisch leitender Elemente, die aus wärmebeständigem Metall hergestellt und in Form einer einzigen Platte oder eines Stabes ausgebildet sind, um die Kathodenspitze und die Heizeinrichtung gleichzeitig zu halten, und eine Drückeinrichtung auf, die auf die vorstehend beschriebenen Bauelemente eine Druckkraft ausübt. Die Drückeinrichtung weist zylindrische, wärmebeständige und elektrisch isolierte Elemente, Schraubenbolzen, die als Ganzes eingesetzt oder gesondert in die isolierenden Elemente eingebaut sindj Sperroder Halteelemente, die an einem Ende der Schraubenbolzen befestigt oder beweglich mit dem Ende der Schraubenbolzen verbunden sind, und Federelemente auf, die die Drückeinrichtung bilden und zwischen dem Halteelement und den isolierenden Elementen angeordnet sind.

Bei der Erfindung ist die Kathodenspitze aus einem seltenen Erdenborid mit der Kristallstruktur in Form von caBg, wie z.B. Lanthanhexaborid, hergestellt. Die die Spitze tragende Heizeinrichtung besteht aus anisotropem, kohlenstoffhaltigem Material, wie z.B. pyrolithischem Graphit oder glasartigem Koh-

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lenstoff. Das elektrisch leitende Element, die Schraubenbolzen und die elastischen Elemente sind ferner aus Metall hergestellt, das einen hohen Schmelzpunkt hat, wie dies nachstehend näher erläutert wird. Wünschensv/erterweise besteht der Schraubenbolzen aus einem Material, das wie z.B. beim Anwendungsfall der isolierenden Elemente, leicht bearbeitbar ist. Durchgangsöffnungen sind in symmetrischer Anordnung zu den beiden elektrisch leitenden Elementen ausgebildet, um den elektrisch und thermisch isolierenden Zylinder zwischen den beiden elektrisch leitenden Elementen und zwischen der Drückeinrichtung und den elektrisch leitenden Elementen einzuführen.

Bei der Tragvorrichtung für eine Glühkathode nach der Erfindung wird ein elastisches Element der Drückeinrichtung nicht soweit erwärmt, daß seine Elastizität verlorengeht, obgleich das Element in der Nähe des elektrisch leitenden Elements liegt, da bei der Erfindung ein thermisch isolierendes Material zwischen dem elastischen Element und der Drückeinrichtung und den elektrisch leitenden Elementen angeordnet ist. Die Federelemente der Drückeinrichtung behalten ihre Elastizität immer bei, um eine gleichbleibende Druckkraft auf die Glühkathodenspitze und auf die die Spitze tragenden Heizeinrichtungen langfristig auszuüben. Auch sind Stromschwankungen infolge der Veränderung des Kontaktwiderstandes zwischen der Kathodenspitze und der die Spitze tragenden Heizeinrichtungen ausgeschlossen. Ferner sind die Elemente der Drückeinrichtung einfach aufgebaut und lassen sich auf mechanisch umkompliziertete Art und Weise verbinden. Deshalb sind die Herstellung, die Montage und die Adjustierung leicht und genau durchzuführen. Die Größe der Glühkathodenspitze und der die Spitze tragenden Heizeinrichtungen ändert sich in Abhängigkeit von dem erforderlichen Leistungsvermögen, und der Abstand zwischen der Elektrode wird durch den Abstand zwischen den Sockenln auf der Seite der Quelle bestimmt.

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Um eine Austauschbarkeit der Tragvorrichtung für eine Glühkathode mit vorgefertigten, bereits bestehenden Einrichtungen zu erreichen, muß die Vorrichtung derart angeordnet werden, daß der Abstand zwischen den leitenden Elementen veränderbar ist. Die nach der Erfindung geschaffene und anhand der nachstehenden Beispielen unter Bezugnahme, auf die Fig. 2 bis 4 erörterte Vorrichtung ermöglicht eine Verstellbarkeit und Einstellbarkeit ohne Schwierigkeiten.

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einer Tragvorrichtung für eine Glühkathode, die ein elektrisch leitendes Element, das zur Abstützung einer Glühkathodenspitze und einer die Spitze tragenden Heizeinrichtung bestimmt ist, die die Spitze hält, und eine Drückeinrichtung aufweist, die die zuvor beschriebenen Bauelemente von außen federnd nachgiebig mit einer Druckkraft beaufschlagt. Die Vorrichtung ist derart ausgelegt, daß die Druckkraft leicht einstellbar ist und sehr niedrig gehalten werden kann. Ferner ist die Vorrichtung derart beschaffen, daß sie auch für unterschiedliche Bauarten von Kathodenstrahleinrichtungen in Form eines Kathodenstrahlerzeugers oder dergl. verwendet v/erden kann.

Der in der Beschreibungseinleitung erwähnte Stand der Technik sowie die Erfindung sind an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Tragvorrich

tung für eine Glühkathode nach dem eingangs beschriebenen Stand der Technik,

Fig. 2 eine Seitenansicht in teilweise geschnit

tener Darstellung einer Tragvorrichtung für eine Glühkathode nach der Erfindung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Trag-

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vorrichtung für eine Glühkathode in Seitenansicht mit Teilschnittdarstellung, und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Trag

vorrichtung für eine Glühkathode nach der Erfindung in Seitenansicht mit Teilschnittdarstellung.

In der Beschreibung sind gleiche oder ähnliche Bauteile wie bei der üblichen Tragvorrichtung mit denselben Bezugszeichen versehen.

Nach Fig. 2 weist die Vorrichtung eine Glühkathode, die als emittierende Glühspitze ausgebildet ist und ein Paar die Spitze tragende Heizeinrichtungen 2a und 2b, die die Glühkathodenspitze 1 tragen, und ein Paar wärmebeständige und federnd nachgiebige oder elastische und elektrisch leitende Elemente 13 und 14 auf, die die Heizeinrichtungen 2a und 2b in Verbindung mjt der Glühkathodenspitze 1 halten. Die elektrisch leitenden Elemente 13 und 14 nach der Erfindung unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Gestalt von denjenigen der bekannten Vorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die elektrisch leitenden Elemente nach der Erfindung sind beispielsweise als eine flache Platte oder ein.Stab bzw. eine Stange ausgebildet und besitzen keine unterteilten Abschnitte, wie in Fig. 1 gezeigt. Weiterhin sind die Fußabschnitte der elektrisch leitenden Elemente 13 und 14 nach der Erfindung L-förmig ausgebildet, und feste Abschnitte 13a und 14a stehen in Berührung mit der Oberfläche einer isolierenden Basis 5. Elektroden 7 und 8 durchziehen Öffnungen, die in der isolierenden Basis 5 und den festen Abschnitten 13a, 14a ausgebildet sind, und die oberen Teile der Elektroden 7 und 8 sind mittels Muttern 15a und 15b fest angezogen verschraubt. Die elektrisch

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leitenden Elemente 13 und 14 können direkt an den Elektroden 7 und 8 (nicht gezeigt) durch Punktschweißen angebracht oder durch die Verwendung eines Silberlots angelötet werden. Die Drückeinrichtungen sind elektrisch und thermisch von den jeweiligen elektrisch leitenden Elementen 13 und 14 isoliert. Mit anderen V/orten weisen die Drückeinrichtungen einen Schraubenbolzen 16, einen zylindrischen Isolator 17 mit einem Flansch, eine Spiralfeder 18 und Muttern 19 auf, die als Halteelemente dienen. Wie zuvor angegeben, hat der Isolator 17 eine zylindrische Gestalt und einen Flansch_f und er ist über seinen durchmesserkleinen Abschnitt in die Durchgangsöffnungen 13a und 14b eingepaßt, die in der Nähe des Mittelabschnitts der elektrisch leitenden Elemente 13 und 14 ausgebildet sind. Der Schraubenbolzen 16 durchzieht die Mittelabschnitte der beiden Isolatoren 17. Jede der Federn 18 ist an dem jeweiligen Ende des Schraubenbolzens 16 angebracht. Die Muttern 19 stehen in Gewindeeingriff mit den mit Gewinde versehenen Abschnitten 20 und 21, die an den Enden des Schraubenbolzens 16 ausgebildet sind. Mit dieser vorstehend angegebenen Auslegung wird erreicht, daß jede Feder 18 jeweils jedes der elektrisch leitenden Elemente 13 und 14 über die Isolatoren 17 drückt, um die Glühkathodenspitze 1 und die beiden, die Spitze tragenden Heizeinrichtungen 2a und 2b unter einer konstanten Druckkraft zu halten. Die Federelemente 18, die als Druckkrafterzeugungseinrichtungen wirken, sind durch die Isolatoren 17 elektrisch und thermisch von den elektrisch leitenden Elementen 13 und 14 isoliert. Deshalb tritt bei der Vorrichtung nach der Erfindung nicht die im Zusammenhang mit der Wärmeentwicklung bei der üblichen Tragvorrichtung stehende Schwierigkeit auf. Vorzugsweise v/erden Glimmer-,Tonerdemassen, Steatit oder ödere maschinell bearbeitbare keramische Materialien zur Herstellung des Isolators 17 verwendet. Um eine Wärmeleitung zu verhindern, wird der Isolator wunschgemäß so stark wie möglich ausgelegt, und ein keramisches-Material wird verwendet, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit

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besitzt. Vorzugsweise ist auch das Material des Schraubenbolzens 16 ein keramisches Material, um wirksam einen Temperaturanstieg in der Feder 18 zu verhindern. Die Federn 18 bestehen vorzugsweise aus Materialien, wie z.B. wärmebeständige Kickellegierungen, Wolfram, Molybdän, Inconel, Schnellschneidstahl, Gesenkstahl zur Warmumformung und Stahl (18-8) zur Kaltumformung sowie rostfreier Stahl, die ihre Elastizität selbst dann beibehalten, wenn sie auf Temperaturen in der Größenordnung von 673 bis 773⁰K (400-500°C) erwärmt werden. Anstelle der Ausbildung einer Drückeinrichtung unter Verwendung der Feder 18 kann auch eine andere Auslegung getroffen werden, um eine Druckkraft auf die elektrisch leitenden Elemente nur durch Einschrauben der Muttern 19 auszuüben. Jedoch muß hierbei der Nachteil in Kauf genommen werden, wenn die leitenden Elemente 13 und 14 ihre Leitfähigkeit verlieren, daß hiermit ein Temperaturanstieg verbunden ist, da die Haltekraft zum Halten der Kathodenspitze und der die Spitze tragenden Heizeinrichtungen nur von der Elastizität der elektrisch leitenden Elemente 13 und 14 abhängig ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform trägt nur ein einziger Schraubenbolzen 16 zwei Federn 18, so daß die auf die beiden elektrisch leitenden Elemente 13 und 14 ausgeübte Druckkraft selbst dann ausgeglichen ist, wenn die von einer Feder aufgebrachte Druckkraft in ihrer Stärke von der anderen Druckkraft verschieden ist, die auf die andere Feder ausgeübt wird. Hierdurch wird eine Fehlausrichtung der Zentrierung der Glühkathode 1 auf ein Minimum gesenkt, und eine Ungleichheit des Kontaktwiderstands wird selbst dann vermieden, wenn die elektrisch leitenden Elemente 13 und 14 durch thermische Beanspruchung verformt werden.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist ein isolierendes Tragelement 22 zwischen den beiden elektrisch leitenden Elementen 13 und 14 angeordnet und fest mit einer isolieren-

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den Basis15 verbunden. An beiden Seiten des Tragelements 22 sind Stehbolzen i6a und 16b ausgebildet. Jede Feder 18 beaufschlagt das zugeordnete elektrische leitende Element 13 oder 14 gesondert mit einer elastischen Druckkraft.

Die elektrisch leitenden Elemente 13 'und 14 haben jeweils an einem Ende einen dicken Grundabschnitt in L-Form. Die elektrisch leitenden Elemente 13 und 14 arbeiten derart zusammen, daß sie die Glühkathodenspitze 1 und die Heizeinrichtungen 2a und 2b halten. Die Muttern 15a und 15b sind im Vergleich zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform an anderen Stellen angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die Schraubenbolzen 16a und 16b unabhängig voneinander an dem isolierenden Tragelement 22 befestigt, so daß die auf jedes elektrisch leitende Element 13 oder 14 ausgeübte und gegen die Glühkathode wirkende Druckkraft gesondert einstellbar ist. Ferner kann eine exakte Ausrichtung des Mittelteils der Glühkathode dadurch vollständig erreicht v/erden, daß die Federkraft bzw. die elastische Kraft der Federn 18 eingestellt wird. Das isolierende Tragelement 22 kann mit der isolierenden Basis 15 als ein Stück ausgebildet sein.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die Federn 18 neweils an dem Endabschnitt des Schraubenbolzens 16 mittels einer Anordnung festgehalten, die eine Nut und einen stufenförmigen Abschnitt 24 umfaßt, der in Umfangsrichtung an den Endabschnitten des Schraubenbolzens 16 ausgebildet ist. Ferner ist ein E-Ring oder eine endseitige Platte vorgesehen, die als eine Halteeinrichtung 23 dient und mit der Nut eine Schnappsitzverbindung bildet. Mt anderen Worten, bildet diese Ausführungsform eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 2 gezeigten. Bei dieser Ausführungsform sind die Fußabschnitte der beiden elektrisch leitenden Elementen 13 und 14 hinsichtlich ihrer Stärkenabmessung dünn ausgelegt. Die elektrisch leitenden Elemente sind an dem dünner bemessenen Ab-

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schnitt des Fußteils an Hilfsstreben 25 und 26 durch Punktschweißen angebracht und mit den Elektroden 7 und 8 durch Anschweißen von Metallbändern 27 und 28 verbunden, die ringförmig ausgebildet sind.

Die aus dem Anschlag 23 bestehende Befestigungseinrichtung bei dieser Ausführungsform ist in ihren Abmessungen kleiner und hinsichtlich ihres Aufbaus einfacher als die Befestigungseinrichtungen, die die Muttern 19 umfassen und in Fig. 3 gezeigt sind. Ferner kann die Vorrichtung nach Fig. 4 in ihren Abmessungen kleiner ausgelegt werden, da der vorstehende Abschnitt der Drückeinrichtung klein gemacht werden kann. Ferner kann die Wärmeaufnahme der Vorrichtung bei dieser Auslegung reduziert werden. Deshalb ist diese Vorrichtung für eine konische ¥ehnelt-Kathode, die eine geringe Eigenkapazität hat, zu verwenden. Die Vorrichtung nach dieser Ausführungsform ist austauschbar mit üblichen Vorrichtungen bei einem Elektronenmikroskop, da die Kathode unter Verwendung einer Energie beheizt wird, die kleiner als das 1,5-fache im Vergleich zu der Glühkathode ist, die eine Wolfram-Nadelspitze hat und für die die Trageinrichtung bestimmt ist. Die Ausrichtung der Glühkathode zu dem Abstand zwischen den Elektroden im Hinblick auf die Größe der Kathode wird auf die nachstehende Art und Weise vorgenommen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird sie dadurch erreicht, daß man die Lage der Öffnungen auf den festen Abschnitten 13a und 14a der elektrisch leitenden Elemente entsprechend abgestimmt wählt, die zur Aufnahme der Elektroden bestimmt sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird diese Ausrichtung dadurch erreicht, daß man eine Länge des waagerechten Teils des gekrümmten Abschnitts des elektrisch leitenden Elements einstellt.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird eine Einstellung des Befestigungsabschnitts der Hilfsstrebe dadurch vorgenommen,
daß man die Länge des ringförmigen Metallbands ändert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 können die elektrisch leitenden Elemente mit den. Elektrodenanschlüssen verbunden werden, die verschiedene Abstände haben können. Hierbei kann die Hilfsstrebe weggelassen werden, wenn das Band ausreichend
widerstandsfähig ist, um die elektrisch leitenden Elemente zu halten.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Tragvorrichtung für eine Glühkathode, gekennzeichnet durch ein Paar federnd nachgiebiger, elektrisch leitender Elemente (13,14), die platten- oder stabförmig ausgebildet sind und gleichzeitig eine Glühkathodenspitze (1) und ein Paar, die Glühkathodenspitze tragende Heizeinrichtungen (2a,2b) halten, die mit dieser in Kontakt stehen, und durch eine Drückeinrichtung, die auf die elektrisch leitenden Elemente (13,14) von außen eine Druckkraft ausübt,und einen zylindrischen, wärmebeständigen und elektrischen Isolator (17) mit einem Flanschabschnitt, der in ein Paar von elektrisch leitenden Elementen (13,14) eingepaßt ist, einen

TELEFON (OSÖ) 33 38 63

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Schraubenbolzen (I6;i6a,i6b), die den Isolator (17)durchzieht, ein Paar Halteelemente (19;23,24), die an den Enden des Schraubenbolzens (16;16a,16b) angebracht sind und ein Paar Federelemente (18) umfaßt, die zwischen den Halteelementen (19;23,24) und dem Isolator (17) angeordnet sind.

2. Tragvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Schraubenbolzen (16) zwei zylindrische Isolatoren (17) durchzieht und an den Enden mit Gewinde versehene Abschnitte (20,21) hat, und daß die Halteelemente von Muttern (19) gebildet werden, die eine verstellbare Druckkraft auf die Federelemente (18) ausüben (Fig.2 und 3).

3. Tragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Schraubenbolzen (I6;i6a,i6b) angebrachten Halteelemente E-Ringe (23) sind (Fig. 4).

4. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Tragelemente (22) an einer isolierenden Basis (5) befestigt sind, und daß zwischen den beiden elektrisch leitenden Elementen (13,14) und den Flächen der Tragelemente (22), die den elektrisch leitenden Elementen (13,14) gegenüberliegen, zwei Schraubenbolzen (16a, 16b) vorgesehen sind, die jeweils durch den zylindrischen Isolator (17) gehen (Fig. 3).

5. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenbolzen (I6,i6a,i6b) aus keramischem Werkstoff ausgeformt ist.

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6. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fußabschnitt des elektrisch leitenden Elements (13,14) L-förmig ausgebildet ist.

7. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Element (13,14) geradlinig ausgebildet und mittels eines Befestigungsbandes (27,28) mit dem Elektrodenanschluß verbunden ist, der auf der isolierenden Basis (5) angeordnet ist.

8. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß der Endabschnitt des elektrisch leitenden Elements • (13,14) L-förmig gekrümmt ist.

9. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenspitze (1) aus Hexaborid besteht, das eine Kristallstruktur in Art von caBg hat.

10. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spitze tragenden Heizeinrichtungen (2a,2b) aus anisotropem kohlenstoffhaltigem Material hergestellt sind.

11. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spitze tragenden Heizeinrichtungen (2a,2b) aus glasähnlichem Kohlenstoff hergestellt sind.

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