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T: Fachverband Teilchenphysik

T 94: Niederenergie Neutrinophysik VI

T 94.4: Vortrag

Donnerstag, 12. März 2015, 17:30–17:45, I.13.71 (HS 28)

Entwicklung einer Feldemissions-Elektronenkanone zum Testen von pin-Dioden — •Enrico Ellinger für die KATRIN Kollaboration — Universität Wuppertal

Der Forward Beam Monitor Detektor (FBMD) soll im Karlsruher Tritium Neutrino Experiment (KATRIN) eingesetzt werden, um mit Hilfe einer pin-Diode den von der Tritiumquelle erzeugten Elektronenstrahl zu überwachen. An der Messposition werden hohe Intensitäten von bis zu 10 e/s mm² bei geringen Energien bis 20 keV erwartet. Um eine geeignete pin-Diode für diesen Zweck zu finden, soll eine Elektronenkanone entwickelt werden, welche einen scharfen Elektronenstrahl mit den zuvor genannten Spezifikationen liefert. Da pin-Dioden i.d.R. stark lichtempfindlich sind, müssen Lichtquellen im Vakuumrezipienten vermieden werden.

Elektronenkanonen, welche die Feldemission nutzen, emittieren kein Licht, um freie Elektronen zu erzeugen, da das Filament nicht erhitzt wird. Vielmehr besteht das Filament aus einer scharfer Wolframspitze (100 nm Spitzenradius), an welcher elektrische Feldstärken im Bereich von 10 V/m erzeugt werden können. Dies begünstigt das Tunneln von Elektronen aus der Spitze. Solche Spitzen wurden mit der Methode des elektrochemischen Ätzens gewonnen und danach mit einem SEM vermessen.

Der aktuelle Stand der Entwicklung und die Ergebnisse erster Testmessungen werden präsentiert.