文章內容
電子束與電子槍(Electron beam gun)
請自行調高解析度
❒ 電子束(Electron beam)
將電子由原子核旁邊吸引出來就可以形成電子束，電子束前進的空間必須為真空，不能有空氣存在，因此必須使用真空系統，目前最常用來產生電子束的方法有下列兩種：
➤熱游離(Thermal emission)：將金屬鎢絲或六硼化鑭(LaB6)晶體製作成「尖端」的結構，施加數萬伏特的高電壓使鎢絲或六硼化鑭溫度升高，再配合一組加速陽極吸出電子形成電子束，如＜圖一＞所示，加速陽極帶正電，因此當尖端放射出電子時會因為異性相吸而將電子吸出來形成電子束。
一般而言鎢絲的尖端大約50μm，電子束較粗(大約1μm)，電流密度較低所以投射影像灰暗模糊；六硼化鑭的尖端大約10μm，電子束較細(大約100nm)，電流密度較高所以投射影像明亮清晰，但是六硼化鑭的價格比鎢絲貴10倍，而且必須在超高真空的環境，所以成本比較高。知識力www.ansforce.com。
圖一 熱游離(Thermal emission)產生電子束。
➤場發射(Field emission)：將金屬鎢(W)製作成「奈米尖端」的結構，施加數千伏特的高電壓使奈米尖端在較低的溫度尖端放電，再配合二組加速陽極吸出電子形成電子束，如＜圖二＞所示，加速陽極帶正電，因此當尖端放射出電子時會因為異性相吸而將電子吸出來形成電子束。
一般而言鎢製作的奈米尖端大約10nm，電子束非常細(大約10nm)，電流密度最高所以投射影像明亮清晰，但是奈米尖端很小，不能受到污染，因此對真空度的要求最高，成本也最高。
圖二 場發射(Field emission)產生電子束。
【請注意】我們可以經由調整電磁透鏡的磁場來改變電子束的粗細，上面提到電子束的粗細只是一個參考值，讓大家對電子束有基本的概念，數值僅供參考並不精確。
❒ 電子槍(Electron beam gun)
可以發射電子束的機器稱為「電子槍(Electron beam gun)」，由於電子束前進的空間必須為真空，不能有空氣存在，因此電子槍都會結合真空系統，將反應器內的空氣抽出來。產生電子束常見的電子源構造如＜圖三＞所示，鎢絲其實就是我們早期使用的鎢絲燈炮的燈芯，只是折成尖尖的形狀，如＜圖三(a)＞所示；鎢絲尖端尺寸大約50μm，如＜圖三(b)＞所示；六硼化鑭尖端尺寸大約10μm，如＜圖三(c)＞所示；鎢奈米尖端尺寸大約10nm，如＜圖三(d)＞所示。知識力www.ansforce.com。
圖三 電子源的構造。
❒ 電子槍的應用
使用鎢絲產生的電子束直徑大約1μm，這麼細小的電子束有什麼作用呢？如果工程師要在一塊玻璃上刻出寬度為1mm(毫米)的凹槽，最簡單的方法可以使用美工刀來雕刻；如果工程師要在一塊玻璃上刻出寬度為1μm(微米)的凹糟，要用什麼方法呢？猜到了嗎？就是用電子束來雕刻囉！
電子束可以應用在許多高科技產品中，例如：可以應用在陰極射線管(CRT：Cathode Ray Tube
)製作傳統電視機；可以應用在積體電路(IC)上製作「光罩(Mask)」，前面所提到的那塊玻璃」就是光罩；也可以將電子束射向固體，使固體受熱熔化，稱為「電子束蒸鍍」，這些應用與科技產品的製作息息相關，將會在後面逐一介紹。
【請注意】上述內容經過適當簡化以適合大眾閱讀，與產業現狀可能會有差異，若您是這個領域的專家想要提供意見，請自行聯絡作者；若有產業與技術問題請參與社群討論。
【延伸閱讀】其他詳細內容請參考「光電科技與新儲存產業，全華圖書公司」。＜我要買書＞