elektronstrålen

Elektronstrålen er en strøm af elektroner, der bevæger sig i et vakuum og normalt udgået fra en katode i en elektronstrålekilde. Strålen accelereres af høj spænding og fokuseres af elektromagnetiske og elektrostatiske linser til en kontrolleret stråle, som kan rettes og koncentreres.

Emission fra katode kan ske ved termisk emission (opvarmning af en katode) eller ved felt-emission fra skarpe spidser. Når elektronerne er frigivet, accelereres de mod en anode og danner en intens elektronstråle gennem et højvakuumkammer.

Egenskaber: Strålens energi og hastighed afhænger af spænding; typiske applikationer kræver energier fra nogle keV til flere MeV. Strålens form og størrelse styres af linser og magneter; emittans og strømstyrke bestemmer mængden af elektroner i strålen.

Anvendelser: CRT'er i TV og skærme (historisk), elektronmikroskoper (SEM og TEM), e-beam lithography til fremstilling af mikro- og nano-strukturer, elektronstråle svejsning og metallurgiske behandlinger, samt visse former for tyndfilm-deposition og overfladebehandling.

Sikkerhed og miljø: Kræver højvakuum og kontrolleret område; ved høj hastighed kan elektronerne nedslag generere røntgenstråling, så passende afskærmning og sikkerhedsprocedurer er nødvendige. Håndtering af udstyr kræver træning.

Historie: Opdagelsen af elektroner af J. J. Thomson i 1897 førte til udviklingen af elektronstråler i katode-ray-tuber og senere til billeder i skærme og videnskabelige instrumenter.