electronenbron

Een electronenbron is een apparaat dat elektronen in vacuüm uitsplitst om een elektronenbundel te vormen. Elektronbronnen zijn essentieel in vacuümbuizen, elektronenmicroscopen en deeltjesversnellers. Emissie vindt plaats wanneer externe energie elektronen in staat stelt de werkfunctie van een materiaal te overwinnen en uit het oppervlak te ontsnappen, waarna ze worden versneld door elektrische velden.

Thermionische bronnen verhitten een kathode om elektronen te laten vertrekken. Veelvoorkomende materialen zijn wolframdraden en oxide-bedekte wolfram- of LaB6-kathodes. Zij zijn robuust en economisch, maar leveren doorgaans een gematigde helderheid en een relatief brede energieverspreiding.

Veldemissie, ook wel koude emissie genoemd, maakt gebruik van een sterke elektrische veld aan een scherpe punt om elektronen te extraheren. Materialen zoals tungsten tips of LaB6 worden gebruik in omgevingen onder extreem hoog vacuüm (UHV). Deze bronnen bieden zeer hoge helderheid en nauwe energieverspreiding en uitstekende coherentie, maar vereisen een nauwkeurige vacuüm- en spanningsstabilisatie.

Foto-emissiebronnen ontsnappen elektronen door fotonen met voldoende energie te absorberen. Fotocathoden omvatten metalen, halfgeleiders (bijv. GaAs) en cesiumhoudende verbindingen. Ze maken korte pulsen en een afstembare emissie mogelijk, maar kosten van stabiliteit en, voor sommige materialen, kortere levensduur.

Belangrijke prestatiekenmerken zijn emissiestroum of helderheid, energieverspreiding, hoekverdeling en levensduur. De keuze van bron hangt af van toepassing: thermionisch voor robuuste, continue bundels; veldemissie voor hoge helderheid in elektronenmicroscopen; foto-emissie voor snelle, pulserde bundels en geavanceerde RF-guns.