고해상도 반사형 고에너지 전자회절기(RHEED)가 마이크로일렉트로닉스 제조 및 표면 분석 분야에서 요구되는 응용에 대응하여, 긴 작업 거리, 미세 빔 스팟, 작은 빔 반각을 가진 전자총이 RHEED 고분辨 검출의 핵심 부품임에 따라, 미세 빔 스팟 형태의 RHEED 유사 평행 빔 전자총을 개발하였다. 전자총의 전자광학 시스템 특성을 분석하고, 전자광학 시뮬레이션 소프트웨어를 이용해 저상수차 집속 렌즈를 설계하였으며, 개발된 전자총의 빔 스팟 직경, 빔 전류 및 빔 반각 성능 시험과 고정향 열분해 흑연(HOPG) 시료에 대한 회절 영상 시험을 위한 실험 플랫폼을 구축하였다. 실험 결과, 500 mm 작업 거리에서 RHEED 유사 평행 빔 전자총의 빔 스팟 직경은 47.1 μm(가속 전압 30 kV)이며, 방출 빔 전류와 빔 반각은 각각 144.96 μA, 0.289 mrad(가속 전압 15 kV)로, HOPG 시료에서 명확한 강도 및 결정 구조 인자에 대응하는 회절점이 얻어졌다.

전자광학; 반사형 고에너지 전자회절; 전자총; 유사 평행 전자빔