electronenbundel

Een elektronenbundel is een stroom van elektronen die onder gecontroleerde omstandigheden door een vacuüm wordt geleid en gericht met elektrische en magnetische velden. De bundel ontstaat bij een elektronbron, meestal een kathode, waar elektronen vrijkomen door thermionische emissie of veldemissie. De elektronen worden versneld door een hoogspanningsveld tot energieniveaus van enkele keV tot tientallen MeV en vervolgens gefocust tot een smalle straal met behulp van elektrostatische of magnetische lenzen. Het systeem werkt doorgaans in een hoogvacuum om oxidatie, contaminatie en ongewenste interacties te voorkomen. De bundel kan continu zijn of, afhankelijk van de toepassing, pulsen bevatten.

Toepassingen omvatten elektronmicroscopie (SEM en TEM), waar de bundel monsters afbeeldt of door het materiaal doordringt om beeld en analyse mogelijk te maken; elektronbeamlithografie voor patroonvorming op halfgeleiders; en industriële processen zoals lassen met elektronenbundels. De bundel interacteert met materie via verschillende mechanismen, wat signalen oplevert zoals teruggekaatste elektronen, secundaire elektronen en röntgenstraling. Belangrijke parameter zijn energieniveau, bundelstroom, focale diameter en emittance, die samen de resolutie, diepte van penetratie en contrast bepalen. Ruimte-charge-effecten en lensafwijkingen beïnvloeden limiterend de bundelkwaliteit, vooral bij lage energie of hoge stroom. Over het algemeen biedt een goed gecontroleerde elektronenbundel nauwkeurige beeldvorming en materialenanalyse, evenals precisie-industriële bewerkingen.