Elektronisäde

Elektronisäde on sähköisesti kiihdytetty elektronien virta, joka kulkee tyhjiössä ja kohdistuu tarkasti valittuun kohteeseen. Säteen energia ilmoitetaan keV (kiloelectronivolte) tai MeV (megaelectronivolte), ja sen määrä voidaan säätää virran ja kiihdytysjännitteen avulla. Sädettä voidaan muodostaa ja ohjata joko erittäin tarkasti kuvaamiseen tai materiaalien käsittelyyn.

Tuotanto ja ohjaus: Elektronipistooli vapauttaa elektronit pääasiassa lämpökäynnistyksen tai kenttäemission avulla. Elektronit kiihdytetään anodijännitteellä, jolloin niiden energia on useista keV:stä useisiin MeV:iin. Säde fokusoidaan sähkömagneettisilla linsseillä ja ohjataan skannerikuvioilla tai taustakeilauksella, mikä mahdollistaa sekä korkearesoluutioiset kuvat (TEM, SEM) että tarkat kuvioinnit piireihin tai materiaaleihin. Säteelle tarvitaan tyhjiö, jotta elektronit eivät menettäisi energiaansa ilmakehän molekyyleissä.

Sovellukset: Elektronimikroskopiaa (transmission TEM ja scanning SEM) käytetään näytteiden rakenteen ja koostumuksen tutkimiseen pienimmillä yksiköillä. Elektronilithografia hyödyntää säteeseen perustuvaa piirtämistä resistiin mikrosirujen ja piirikomponenttien valmistuksessa. Elektroniterapia radiologiassa käyttää korkeenergisiä elektronsäteitä pintakasvainten hoitoon. Lisäksi elektronisädettä käytetään materiaalien käsittelyyn ja pintojen muuttamiseen sekä hitsaukseen.

Ominaisuudet ja turvallisuus: Säteilyvuorovaikutuksissa elektronit voivat aiheuttaa ionisaatiota ja retentioita sekä Bremsstrahlung-röntgensäteilyä, kun ne hidastuvat kohteessa. Sähköturvallisuus, suojaukset ja asianmukaiset varotoimet ovat välttämättömiä kaikissa sovelluksissa. Turvallisuusvalvonta ja määräykset ohjaavat käytäntöjä sekä suojauksia.