特許 7451811 電子エミッタのためのマイクロロッドを生成する方法、並びに関連するマイクロロッド及び電子エミッタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-08

(45)【発行日】2024-03-18

(54)【発明の名称】電子エミッタのためのマイクロロッドを生成する方法、並びに関連するマイクロロッド及び電子エミッタ

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/073 20060101AFI20240311BHJP

【ＦＩ】

H01J37/073

【請求項の数】 17

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023101935

(22)【出願日】2023-06-21

(65)【公開番号】P2024001880

(43)【公開日】2024-01-10

【審査請求日】2023-08-18

(31)【優先権主張番号】17/846,498

(32)【優先日】2022-06-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501233536

【氏名又は名称】エフ イー アイ カンパニ

【氏名又は名称原語表記】ＦＥＩ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】リウ クン

(72)【発明者】

【氏名】ルー チャド

(72)【発明者】

【氏名】バーム アラン ステファン

【審査官】中尾 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５０－１１４９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－２６３０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０４４３８９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／０７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子エミッタのためのマイクロロッドを生成する方法であって、
結晶配向軸に沿って延在するバルク結晶インゴットを提供することと、
前記バルク結晶インゴットの加工部分から第１のプレートを生成することと、
前記第１のプレートから第２のプレートを生成することと、
前記第２のプレートから１つ以上のマイクロロッドを生成することと、を含み、
前記第１のプレートを生成することが、前記加工部分を機械加工して前記バルク結晶インゴットから前記第１のプレートを除去することを含み、
前記第２のプレートを生成することが、前記第１のプレートの厚さを低減することを含み、
前記１つ以上のマイクロロッドを生成することが、前記第２のプレートから材料を除去し、前記１つ以上のマイクロロッドを少なくとも部分的に画定するために、前記第２のプレートをミリングすることを含む、方法。

【請求項2】

前記バルク結晶インゴットが六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記結晶配向軸が、結晶方向の＜１００＞族から選択される方向である、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記バルク結晶インゴットを提供することが、ゾーン溶融再結晶法によって前記バルク結晶インゴットを形成することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記第１のプレートを生成することが、前記第１のプレートが、
前記結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２ｍｍである第１のプレート長さと、
前記結晶配向軸に垂直な第１の方向に沿って測定したときに、約１～４ｍｍである第１のプレート幅と、
前記第１の方向及び前記結晶配向軸の各々に垂直な第２の方向に沿って測定したときに、約０．５ｍｍである第１のプレート厚さと、を有するように、前記第１のプレートを生成することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記第１のプレートを生成することが、放電加工（ＥＤＭ）プロセスを利用して、前記バルク結晶インゴットの前記加工部分から前記第１のプレートを機械加工することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記加工部分から複数の第１のプレートを生成することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第１のプレートの厚さを低減することが、前記第１のプレートを機械的に研磨することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記第２のプレートを生成することが、前記第２のプレートが、
前記結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、前記第１のプレートの第１のプレート長さに実質的に等しい第２のプレート長さと、
前記結晶配向軸に垂直な第１の方向に沿って測定したときに、前記第１のプレートの第１のプレート幅に実質的に等しい第２のプレート幅と、
前記第１の方向及び前記結晶配向軸の各々に垂直な第２の方向に沿って測定したときに、約５０～１００マイクロメートル（μｍ）である第２のプレート厚さと、を有するように、前記第２のプレートを生成することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記１つ以上のマイクロロッドを生成することが、各前記マイクロロッドが、
結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２ｍｍであるマイクロロッド長さと、
前記結晶配向軸に垂直な第１の方向に沿って測定したときに、約５０～１００μｍであるマイクロロッド幅と、
前記第１の方向及び前記結晶配向軸の各々に垂直な第２の方向に沿って測定したときに、約５０～１００μｍであるマイクロロッドの厚さと、を有するように各前記マイクロロッドを生成することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記第２のプレートをミリングすることが、レーザを用いてミリングすることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記第２のプレートをレーザを用いてミリングすることが、
（ｉ）アライメントインジケータに対して前記第２のプレートを位置決めすることと、
（ｉｉ）コンピュータデバイスを用いて、前記第２のプレートの位置を登録することと、
（ｉｉｉ）前記コンピュータデバイスを用いて、自動レーザミリングルーチンを実行することと、のうちの１つ以上を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第２のプレートから前記１つ以上のマイクロロッドを生成することが、前記１つ以上のマイクロロッドが前記第２のプレートの第２のプレートベース部分に取り付けられるように行われ、前記１つ以上のマイクロロッドを生成することが、
前記第２のプレートから材料を除去して、前記第２のプレートベース部分及び前記１つ以上のマイクロロッドを画定することと、
前記第２のプレートベース部分から前記１つ以上のマイクロロッドを除去することと、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

各前記マイクロロッドが、マイクロロッド先端領域を含み、前記マイクロロッド先端領域で終端し、各前記マイクロロッドの前記マイクロロッド先端領域を加工して、ナノロッド及びナノ突起先端を含むナノニードルを生成することを更に含み、前記マイクロロッド先端領域を加工することが、
前記マイクロロッド先端領域を粗加工して前記ナノロッドを生成することと、
前記マイクロロッド先端領域を粗加工することに続いて、前記ナノロッドを微細加工して、前記ナノロッドの末端に前記ナノ突起先端を生成することと、を含み、
前記マイクロロッド先端領域を粗加工することが、前記マイクロロッド先端領域を電気化学的にエッチングして前記ナノロッドを形成することを含み、
前記マイクロロッド先端領域を粗加工することが、集束イオンビームを用いたミリングを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記ナノロッドが、
前記結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２μｍであるナノロッドの長さ、
前記結晶配向軸に垂直な方向に沿って測定したときに、約２００ナノメートル（ｎｍ）未満であるナノロッド直径、の一方又は両方を有する、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記ナノ突起先端が、前記結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～５μｍである先端長さを有する、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記電子エミッタを組み立てることを更に含み、前記電子エミッタを組み立てることが、導電性接着剤及びグラファイト接着剤の一方又は両方を用いて前記マイクロロッドをフィラメントに接合することを含む、請求項１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電子エミッタのためのマイクロロッドを生成する方法に関し、より具体的には、明確な結晶特性を有する六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）マイクロロッドを生成する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

冷電界電子エミッタは、高解像度顕微鏡、ディスプレイ、センサなど、電子ビームを利用する多種多様な用途で使用される。このような電子エミッタの好ましい特性には、高い融点、低い材料仕事関数、及び長期間（例えば、数時間）にわたって安定した放出電流を生成する能力が含まれる。タングステンは、４．５ｅＶの比較的高い材料仕事関数、タングステンエミッタによって生成される放出電流の比較的低い一時的安定性、及び超高真空（ＵＨＶ）条件下でそのようなエミッタを動作させる必要性にもかかわらず、従来、そのような電子エミッタを形成するために使用されてきた。

【0003】

最近、新たな研究により、六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）が、２．０７ｅＶの比較的低い仕事関数及び数十時間持続する放出電流安定性を有する、タングステンの魅力的な代替物として機能し得ることが実証された。しかしながら、ＬａＢ_６電子エミッタを調製することは、特定の実用上の課題を提示する。例えば、ＬａＢ_６エミッタを生成するためのいくつかの既存の技法は、結晶基板上に多数のＬａＢ_６ナノワイヤを成長させることと、この「ヘイスタック」から１つのそのようなナノワイヤを選択することと、エミッタの端部にナノワイヤを正確に位置決めすることと、を含む。更に、そのような既存の技法は、いくつかのステップがＵＨＶ条件で行われることを必要とし、これらの技法は、一般に、長い加工時間を必要とし、低い製品歩留まりをもたらす。そのようなナノワイヤを操作することの実用上の課題に加えて、そのような方法は、ヘイスタックから選択された任意の所与のナノワイヤが、電子エミッタとしての最適な機能性のための所望の結晶配向を示すことを確実にすることができない。

【発明の概要】

【0004】

電子エミッタのためのマイクロロッドを生成する方法、並びに関連するマイクロロッド及び電子エミッタが、本明細書に開示される。代表的な例では、電子エミッタのためのマイクロロッドを生成する方法は、結晶配向軸に沿って延在するバルク結晶インゴットを提供することと、バルク結晶インゴットの加工部分から第１のプレートを生成することと、第１のプレートから第２のプレートを生成することと、第２のプレートから１つ以上のマイクロロッドを生成することと、を含む。第１のプレートを生成することは、バルク結晶インゴットから第１のプレートを除去するために加工部分を機械加工することを含む。第２のプレートを生成することは、第１のプレート厚さを低減することを含む。１つ以上のマイクロロッドを生成することは、第２のプレートをミリングして、第２のプレートから材料を除去し、１つ以上のマイクロロッドを少なくとも部分的に画定することを含む。

【0005】

別の代表的な例では、電子エミッタのためのマイクロロッドは、ナノロッド及びナノ突起先端を含むナノニードルを備えるマイクロロッド先端領域を備える。マイクロロッド及びナノニードルが、（ｉ）バルク結晶インゴットからマイクロロッドを除去することと、（ｉｉ）マイクロロッド先端領域を粗加工してナノロッドを生成することと、（ｉｉｉ）ナノロッドを微細加工してナノ突起先端を生成することと、を順次行うことによって、バルク結晶インゴットから一体的に形成される。バルク結晶インゴットからマイクロロッドを除去することは、バルク結晶インゴットの加工部分から第１のプレートを生成することと、第１のプレートから第２のプレートを生成することと、第２のプレートから材料を除去し、１つ以上のマイクロロッドを少なくとも部分的に画定するために、第２のプレートをミリングすることによって、第２のプレートから１つ以上のマイクロロッドを生成することと、を含む。

【0006】

本開示の前述及び他の目的、特徴、並びに利点は、添付の図面を参照して進められる以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一例による、電子エミッタのためのマイクロロッドを生成するための例示的な方法を示す高レベルのフローチャートである。

【図2】一例による加工部分を有するバルク結晶インゴットを示す。

【図3】一例による、バルク結晶インゴットの加工部分から除去され得る第１のプレートを示す。

【図4】一例による第１のプレートから形成され得る第２のプレートを示す。

【図5】一例による複数のマイクロロッドを支持する第２のプレートベース部分を示す。

【図6】別の例による複数のマイクロロッドを支持する第２のプレートを示す。

【図7】図６の線７－７に沿って見た図６のマイクロロッドを示す。

【図8】一例によるマイクロロッドを示す。

【図9】一例による、ナノロッドに粗加工されたマイクロロッド先端領域を有するマイクロロッドを示す。

【図10】一例による、ナノ突起先端に微細加工されたナノロッドを有するマイクロロッドを示す。

【図11】一例による、ナノロッドを有するマイクロロッドを備える電子エミッタを示す。

【図12】一例によるマイクロロッドを生成するために使用され得るマイクロロッド生成システムを示すブロック図である。

【図13】本明細書に記載される方法の一部分を行うために使用され得る例示的なコンピューティングシステムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示は、電子エミッタのためのマイクロロッドを生成する方法に関する。特に、電子エミッタは、ナノニードルで終端し、明確な結晶配向に沿って延在するマイクロロッドを含む。本方法は、明確な結晶配向を有するバルク結晶から１つ以上のマイクロロッドを生成するトップダウンアプローチを使用する。いくつかの例では、各マイクロロッドを更に処理して、その末端にナノ突起先端を有するナノニードルを画定し得る。本明細書に開示される方法は、六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）などの材料から電子エミッタを形成するのに特に適切であり得る。

【0009】

図１は、電子エミッタのためのマイクロロッドを生成する方法１００の一例を示す高レベルのフローチャートであり、図２～図１１は、そのような方法に対応する一連のステップを表す。図２～図１１において、同様の、又は少なくとも実質的に同様の目的を果たす要素には、同様の番号（例えば、最初の数字を省略した場合の同一の番号）が付されており、これらの要素については、図２～図１１の各々を参照して本明細書では詳細に説明しない場合がある。同様に、図２～図１１の各々において全ての要素に番号が付されているわけではないが、一貫性のために、それらに関連する参照番号が本明細書において利用されている場合がある。図２～図１１のうちの１つ以上を参照して本明細書で説明される要素、構成要素、及び／又は特徴は、本開示の範囲から逸脱することなく、図２～図１１のいずれかに含まれ、かつ／又は図２～図１１のいずれかとともに利用され得る。

【0010】

本開示では、方法１００の様々なステップが、図２～図１１に示される構造の説明とともに説明される。したがって、方法１００の様々なステップは、図２～図１１に示される構造を生成するためのステップとして説明され得、及び／又は図２～図１１の構造は、方法１００を行うプロセスにおいて使用及び／又は形成される構造の例として説明され得ることを理解されたい。このようにして、図２～図１１のいずれかに示される構造の特性（例えば、寸法）の説明は、方法１００の文脈においてそのような構造を生成するステップを開示するものとして同等に理解され得る。しかしながら、これは必須ではなく、方法１００が図２～図１１に示される特定の構造を生成することなく行われ得ることも本開示の範囲内である。

【0011】

図１に示すように、方法１００は、１１０において、結晶配向軸に沿って延在するバルク結晶インゴットを提供することを含む。図２は、そのようなステップで提供され得るバルク結晶インゴット２１０の一例を示す。図２の例において、バルク結晶インゴット２１０は、結晶配向軸２１２に沿って延在する。特に、本開示は、一般に、バルク結晶インゴット２１０が精製された六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）ロッドであり、結晶配向軸２１２が結晶方向の＜１００＞族から選択される方向である例に関する。すなわち、ＬａＢ_６は単純立方晶構造を示すので、結晶配向軸２１２が立方晶構造の面に垂直な方向に沿って延在する場合、結晶配向軸２１２は、同等に、［１００］方向、［０１０］方向、又は［００１］方向のいずれかと称され得る。

【0012】

１１０においてバルク結晶インゴットを提供することは、明確な結晶配向を有する実質的に純粋な結晶構造を示すバルク結晶インゴットを取得又は形成することなどによって、任意の適切な方法で行われ得る。例えば、１１０においてバルク結晶インゴットを生成することは、ゾーン溶融再結晶法によってバルク結晶インゴットを形成することを含んでもよい。当技術分野で知られているように、そのような方法（ゾーン精製法としても知られる）は、一般に、結晶構造の局所領域をその融点まで加熱することと、この加熱された領域を構造の長さに沿って並進させることと、を含む。構造が再凝固して結晶化すると、結果として得られる構造は、明確な結晶配向を有する単結晶構造として生成される。更に、材料内の不純物は、プロセスを複数回繰り返すことが非常に高純度の材料をもたらし得るように、溶融ゾーンとともに構造の端部に効果的に運ばれ得る。

【0013】

本開示は、一般に、バルク結晶インゴット２１０がＬａＢ_６から形成され、結晶配向軸１１２が結晶方向の＜１００＞族から選択される例に関するが、これは、本明細書に開示される方法の全ての例に必須ではない。例えば、本明細書に開示される方法が、ＬａＢ_６以外の材料から形成されるバルク結晶インゴット、及び／又は＜１００＞族の方向以外の方向に沿って延在するバルク結晶インゴットとともに利用され得ることもまた、本開示の範囲内である。

【0014】

図２に示されるように、バルク結晶インゴット２１０は、本明細書に記載されるような１つ以上のマイクロロッドを生成するために加工される、例えば使用されるバルク結晶インゴット２１０の領域を表す加工部分２１４を含む。いくつかの例では、加工部分２１４は、上述したように、ゾーン精製されたバルク結晶インゴット２１０の一部分と関連付けられる。図２の例では、バルク結晶インゴット２１０及び加工部分２１４は各々、実質的に円筒形である。他の例では、バルク結晶インゴットは、サイズ及び／又は形状が（例えば、その長さに沿って）変化してもよく、加工部分は、実質的に一貫した形状及び／又はサイズを有するバルク結晶インゴットの一部分を表す。

【0015】

加工部分２１４は、本明細書に開示されるような１つ以上のマイクロロッドを生成するための任意の適切な寸法を有してもよい。いくつかの例では、図２を参照すると、加工部分２１４は、結晶配向軸２１２に垂直な方向に沿って測定したときに、約５ミリメートル（ｍｍ）である加工部分直径２１６を有する。追加的又は代替的に、いくつかの例では、加工部分２１４は、結晶配向軸２１２に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２ｍｍである加工部分高さ２１８を有する。

【0016】

図１に示すように、方法１００は、１２０において、バルク結晶インゴットの加工部分から第１のプレートを生成することを更に含む。図２は、複数のそのような第１のプレート３３０に分割されているような加工部分２１４を示しており、図３は、分離した第１のプレート２３０の一例を示している。具体的には、図３の第１のプレート３３０は、図２において斜線で示される第１のプレート２３０を表すものとして説明され得る。図２～図３に示すように、１２０において第１のプレートを生成することは、一般に、第１のプレート２３０／３３０が結晶配向軸２１２／３１２と位置合わせされた長さ寸法（例えば、長さ２１８）を有するように行われる。したがって、以下で説明するように第１のプレートを更に処理することにより、結晶配向軸に対して明確に定義され、かつ十分に制御された方向に沿って延在する各マイクロロッドを生成し得る。

【0017】

１２０において第１のプレートを生成することは、任意の適切な方法で行われ得る。いくつかの例では、１２０において第１のプレートを生成することは、放電加工（ＥＤＭ）プロセスを利用して加工部分から第１のプレートを機械加工することを含む。追加的又は代替的に、図２に示すように、１２０において第１のプレートを生成することは、加工部分２１４から複数の第１のプレート２３０を生成することを含んでもよい。すなわち、そのような例では、１２０において第１のプレートを生成することは、そのような第１のプレートのいずれか１つを生成するステップを指してもよく、及び／又は複数の第１のプレートの各々を生成するために繰り返されてもよい。

【0018】

いくつかの例では、図２を参照すると、１２０において第１のプレートを生成することは、加工部分２１４がバルク結晶インゴット２１０の残りの部分に取り付けられている間に行われ得る。すなわち、そのような例では、１２０において第１のプレートを生成することは、加工部分２１４の少なくとも一部分が、加工部分２１４の外側のバルク結晶インゴット２１０の一部分と一体及び／又はモノリシックのままである間に、少なくとも１つの第１のプレート２３０を分離、抽出、除去、及び／又は他の方法で生成するために、加工部分２１４を処理、機械加工、及び／又は他の方法で操作することを含んでもよい。

【0019】

他の例では、１２０において第１のプレートを生成することは、バルク結晶インゴット２１０の残りの部分から加工部分２１４が除去された状態で行われてもよい。例えば、方法１００は、１２０において第１のプレートを生成する前に、ＥＤＭプロセスなどを介してバルク結晶インゴットの残りの部分から加工部分を除去することを更に含んでもよい。

【0020】

各第１のプレートは、任意の適切な寸法を有してもよく、例えば、第１のプレートが除去された加工部分の寸法に関連してもよい。例えば、図２～図３を参照すると、第１のプレート３３０は、結晶配向軸３１２に平行な方向に沿って測定したときに、加工部分２１４の加工部分高さ２１８に実質的に等しい第１のプレート長さ３３２を有し得る。追加的又は代替的に、第１のプレート長さ３３２は、約１～２ｍｍであってもよい。同様に、第１のプレート３３０は、結晶配向軸３１２に垂直な方向に沿って測定したときに、第１のプレート幅３３４を有してもよく、これは、第１のプレート３３０が加工部分２１４から除去された位置における加工部分２１４の弦長に実質的に等しい。追加的又は代替的に、第１のプレート幅３３４は、約１～４ｍｍであってもよい。第１のプレート幅３３４は、第１のプレート幅３３４が結晶配向軸３１２に垂直な方向に沿った第１のプレート３３０の最大長さ寸法に対応するように、結晶配向軸３１２に垂直な第１の方向に沿って測定されてもよい。

【0021】

図３に更に示すように、第１のプレート３３０はまた、第１のプレート幅３３４及び結晶配向軸３１２に対応する第１の方向の各々に垂直な第２の方向に沿って測定される第１のプレート厚さ３３６によって特徴付けられてもよい。一例として、第１のプレート厚さ３３６は、約０．５ｍｍであってもよい。

【0022】

図１に示すように、方法１００は、１３０において、第１のプレートから第２のプレートを生成することを更に含む。図４は、図３の第１のプレート３３０から生成され得るような第２のプレート４４０の一例を示す。

【0023】

１３０において第２のプレートを生成することは、一般に、以下で説明するように、第１のプレート厚さを第２のプレートから生成される１つ以上のマイクロロッドの厚さまで低減することに対応する。すなわち、図４を参照すると、１３０において第２のプレートを生成することは、第２のプレートが、結晶配向軸４１２に垂直な方向（例えば、第１のプレート３３０の第１のプレート厚さ３３６を測定するために使用されるのと同じ方向）に沿って測定されるように、対応する第１のプレート３３０の第１のプレート厚さ３３６未満である第２のプレート厚さ４４６を有するように行われる。より具体的には、いくつかの例では、第２のプレート厚さ４４６は、約５０～１００マイクロメートル（μｍ）である。

【0024】

いくつかの例では、１３０における第２のプレートの生成は、第１のプレート厚さのみが低減するように行われる。すなわち、図３～図４を参照すると、１３０における第２のプレートの生成は、第２のプレート４４０が、結晶配向軸４１２に平行な方向に沿って測定したときに、第１のプレート長さ３３４に実質的に等しい第２のプレート長さ４４２を有するように、及び／又は第２のプレート４４０が、結晶配向軸４１２に垂直な方向に沿って測定したときに、第１のプレート幅３３２に実質的に等しい第２のプレート幅４４４を有するように行われ得る。

【0025】

１３０において第２のプレートを生成することは、第１のプレート厚さを低減するために任意の適切な方法で行われ得る。いくつかの例では、１３０において第２のプレートを生成することは、第１のプレートを機械的に研削及び／又は研磨することを含む。機械的研削動作によって、第２のプレート厚さのプレートを生成することは、第２のプレート厚さ及び／又は第２のプレート厚さの均一性を高精度に制御することを容易にするために望ましい場合がある。そのような機械的研削動作はまた、第２のプレートを破損するリスクを最小限に抑えながら、ミリメートル未満の厚さを有する第２のプレートを生成することを容易にし得る。

【0026】

第１のプレートを機械的に研削することは、任意の適切な機器及び／又はツールを用いて行われてもよい。一例として、研削することは、ボール盤に取り付けられた研磨材（例えば、研削ディスク）を用いて行われてもよく、第１のプレートは、結果として得られる第２のプレートの平面性の制御を容易にするために、研磨材の下に取り付けられた傾斜面上に支持されてもよい。いくつかの例では、第１のプレートを機械的に研削することは、追加的又は代替的に、研磨媒体としてダイヤモンドスラリーを使用することを含む。

【0027】

しかしながら、これは必須ではなく、加えて、１３０において第２のプレートを生成することが、第１のプレート厚さを低減する任意の適切な方法を介して行われ得ることは、本開示の範囲内である。更に、方法１００が１２０において第１のプレートを生成する別個のステップを省略してもよいことも本開示の範囲内である。具体的には、いくつかの例では、１３０において第２のプレートを生成することは、より厚い第１のプレートを生成する中間ステップなしに、バルク結晶インゴットの加工部分から直接第２のプレートを生成することを含んでもよい。

【0028】

図１に示すように、方法１００は、１４０において、第２のプレートから１つ以上のマイクロロッドを生成することを更に含む。図５は、複数のマイクロロッド５６０を生成するために動作された第２のプレート５４０の一例を示す。特に、図５は、１４０において１つ以上のマイクロロッドの生成を行った後の図４の第２のプレート４４０を表すものとして説明され得る。

【0029】

図５に示されるように、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、材料が第２のプレート５４０から除去されて各マイクロロッド５６０を画定し、各マイクロロッド５６０が第２のプレート５４０の残りの部分に取り付けられたままであるように行われ得る。より具体的には、図５に示されるように、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、各マイクロロッド５６０が第２のプレートの第２のプレートベース部分５５０から延在し、それに取り付けられるように行われてもよい。すなわち、そのような例では、第２のプレートベース部分５５０は、１つ以上のマイクロロッド５６０のいずれも画定せず、１つ以上のマイクロロッド５６０を形成するために除去されない第２のプレート５４０の部分を含んでもよく、かつ／又はその部分であってもよい。

【0030】

１４０における１つ以上のマイクロロッドの生成は、各マイクロロッドが任意の適切な寸法を有するように行われてもよい。いくつかの例では、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、第２のプレートから生成される各マイクロロッドがサイズ及び／又は形状において実質的に同一であるように、複数のマイクロロッドを生成することを含む。

【0031】

追加的又は代替的に、図５に示すように、１４０における１つ以上のマイクロロッドの生成は、各マイクロロッド５６０が、結晶配向軸５１２に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２ｍｍであるマイクロロッド長さ５６２を有するように行われてもよい。

【0032】

いくつかの例では、マイクロロッド長さ５６２は、追加的又は代替的に、第２のプレートベース部分５５０の寸法を参照して特徴付けられてもよい。例えば、図５に示すように、第２のプレートベース部分５５０は、結晶配向軸５１２に平行な方向に沿って測定したベース部分長さ５５２を有し得、第２のプレート長さ５４２は、ベース部分長さ５５２とマイクロロッド長さ５６２との合計に等しい。ベース部分長さ５５２は、第２のプレート長さ５４２の任意の適切な割合、例えば、第２のプレートの第２のプレート長さの少なくとも１０％、第２のプレート長さの少なくとも３０％、第２のプレート長さの少なくとも５０％、第２のプレート長さの少なくとも７０％、第２のプレート長さの最大８０％、第２のプレート長さの最大６０％、第２のプレート長さの最大４０％、及び／又は第２のプレート長さの最大２０％を表し得る。

【0033】

追加的又は代替的に、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、各マイクロロッド５６０が、結晶配向軸５１２に垂直な第１の方向に沿って測定したときに、約５０～１００μｍであるマイクロロッド幅５６４を有するように行われてもよい。特に、結晶配向軸５１２に垂直な第１の方向は、第２のプレート５４０の第２のプレート幅５４４が測定される方向に対応してもよい。

【0034】

追加的又は代替的に、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、各マイクロロッド５６０が、第１の方向及び結晶配向軸５１２の各々に垂直な第２の方向に沿って測定したときに、約５０～１００μｍであるマイクロロッド厚さ５６６を有するように行われてもよい。特に、第２の方向は、それに沿って第２のプレート５４０の第２のプレート厚さ５４６が測定される方向に対応し得る。いくつかの例では、図５に示すように、マイクロロッド厚さ５６６は、第２のプレート厚さ５４６と実質的に等しい。

【0035】

１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、第２のプレートから１つ以上のマイクロロッドを画定するために任意の適切な方法で行われてもよい。特に、いくつかの例では、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、当技術分野で知られている様々な技法のいずれかに従って、第２のプレートをレーザを用いてミリングすることによって行われる。いくつかの例では、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、パルスレーザビームで第２のプレートをミリングすることを含んでもよい。より具体的な例として、パルスレーザビームは、各々が１００ナノ秒（ｎｓ）未満、１０ｎｓ未満、１ｎｓ未満、１００ピコ秒（ｐｓ）未満、１０ｐｓ未満、１ｐｓ未満、１００フェムト秒（ｆｓ）未満、及び／又は１０ｆｓ未満の持続時間を有する一連のレーザパルスを含んでもよい。

【0036】

フェムト秒程度のパルス持続時間を有するレーザビームなどのパルスレーザビームを使用することにより、第２のプレートから材料をアブレーションするのに十分なエネルギーを第２のプレートに供給することが容易になり得る一方で、残りの材料における熱損傷又は他の残留収差の程度を最小限に抑え得る。しかしながら、これは全ての例に必須とされるわけではなく、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することが、連続波（ＣＷ）レーザビームで第２のプレートをミリングすることを含んでもよいことは、本開示の範囲内である。第２のプレートをミリングすることがナノ秒レーザ源、ピコ秒レーザ源、及び／又はＣＷレーザ源を用いて行われる例などのいくつかの例では、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、レーザから生じる１つ以上のマイクロロッドへの熱損傷を軽減及び／又は除去するために各マイクロロッドを処理すること（例えば、研磨すること）を更に含んでもよい。

【0037】

１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することがレーザビームによるミリングを含む例では、レーザビームを生成するために任意の適切なレーザ源が使用されてもよく、その例には、赤外線レーザ、ファイバレーザ、色素レーザ、固体レーザ、及び／又はＮｄ：ＹＡＧレーザが含まれる。

【0038】

レーザビームによる第２のプレートのミリングは、追加的又は代替的に、ミリング動作を容易にする及び／又は自動化するための様々なステップのいずれかを含んでもよい。例えば、第２のプレートをレーザビームを用いてミリングすることは、テンプレート、視覚インジケータ、及び／又は第２のプレートを支持するためのジグの少なくとも一部分などのアライメントインジケータに対して第２のプレートを位置決めすることを含んでもよい。いくつかの例では、アライメントインジケータに対して第２のプレートを位置決めすることは、そのようなジグに第２のプレートを取り付けることを含んでもよく、そのようなジグは、レーザミリング動作中に第２のプレートを支持するための任意の適切なデバイスを含んでもよく、及び／又はそのようなデバイスであってもよい。

【0039】

追加的又は代替的に、いくつかの例では、レーザを用いて第２のプレートをミリングすることは、コンピュータデバイスを用いて、視覚インジケータに対する及び／又はミリングを行うレーザに対する第２のプレートの位置など、第２のプレートの位置を登録することを含んでもよい。そのようなステップはまた、第２のプレートをミリングするためのレーザ及び／又はコンピュータデバイスを較正するものとして説明され得る。

【0040】

追加的又は代替的に、いくつかの例では、第２のプレートをレーザを用いてミリングすることは、コンピュータデバイスを用いて、自動レーザミリングルーチンを実行することを含んでもよい。例えば、自動レーザミリングルーチンを実行することは、レーザによって放出されたレーザビームが第２のプレートから材料を除去して各マイクロロッドを画定するのに適切な経路に沿って移動するように、第２のプレートをレーザに対して並進させること、及び／又はレーザを第２のプレートに対して並進させることを含んでもよい。

【0041】

本開示は一般に、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することが、第２のプレートをレーザを用いてミリングすることを含む例に関するが、これは必須ではない。例えば、加えて、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することが、ミリングプロセス、ＥＤＭプロセス、集束イオンビームなどを介してなど、任意の適切な方法で各マイクロロッドを画定するために第２のプレートから材料を除去することを含むことができることは、本開示の範囲内である。

【0042】

１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することが、各マイクロロッドが第２のプレートベース部分に取り付けられるように生成することを含む例では、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、第２のプレートベース部分から各マイクロロッドを除去することを更に含んでもよい。いくつかの例では、これは、各マイクロロッド及び／又は第２のプレートベース部分を互いに対して機械的に屈曲させて、各マイクロロッドを第２のプレートベース部分から切り離すことによって行われ得る。追加的又は代替的に、各マイクロロッドは、ミリングプロセス、レーザミリングプロセス、ＥＤＭプロセス、集束イオンビームなどを介して、第２のプレートベース部分から少なくとも部分的に除去され得る。

【0043】

図６～図７は、１４０における１つ以上のマイクロロッドの少なくとも一部分を生成した後の第２のプレートの別の例を示す。具体的には、図６は、第２のプレート６４０が複数のマイクロロッド６６０を支持する第２のプレートベース部分６５０を含むように、材料が除去された第２のプレート６４０を示す。

【0044】

図７は、図６の線７－７に沿って見た図６のマイクロロッドを示す。言い換えれば、図６は、第２のプレート６４０の側面図として説明され得、図７は、複数のマイクロロッド７６０の上面図として説明され得る。いくつかの例では、図７に示すように、第２のプレートをレーザビームを用いてミリングして複数のマイクロロッドを作製することにより、実質的に台形及び／又は厳密には矩形でない断面形状（例えば、図６の線７－７に沿って見たとき）を有するマイクロロッドをもたらし得る。特に、そのような形状は、第２のプレートをミリングするために使用されるレーザビームの集束ビームプロファイルから生じてもよく、及び／又はそれに対応してもよく、第２のプレート厚さ内でビーム幅が変化してもよい。マイクロロッドの断面形状のそのような偏差（例えば、完全な矩形形状から離れる）は、本明細書に開示される製造プロセスの許容可能なアーチファクトを表すことが分かっている。

【0045】

いくつかの例では、図１に示すように、方法１００は、１５０において、各マイクロロッドのマイクロロッド先端領域にナノニードルを生成することを更に含む。特に、ナノニードルは、ナノロッドと、ナノロッドの末端にあるナノ突起先端とを含む。そのような例では、マイクロロッドが電子エミッタとして機能するときに、電子電流はナノ突起先端から放出される。

【0046】

以下に記載されるように、ナノニードルは、電子の放出のための鋭いナノ突起先端を生成するように、１つ以上の寸法（例えば、幅、厚さ、及び／又は直径）が低減されたマイクロロッドの一部分を表す。ナノニードルはマイクロロッドから形成され、したがってマイクロロッドと一体的に形成されるので、ナノ突起先端におけるナノロッドの結晶構造及び／又は配向は、マイクロロッドの結晶構造及び／又は配向と同じである。具体的には、ナノニードルは、ナノ突起先端が結晶配向軸に沿って及び／又は結晶配向軸に向かって方向付けられるように形成される。言い換えれば、方法１００に従ってマイクロロッド及び／又はナノニードルを形成することは、共通の（例えば、同じ）結晶配向軸に沿って延在するマイクロロッド、ナノニードル、及びナノロッドの各々をもたらし得る。

【0047】

図８は、分離したマイクロロッド８６０の一例を示し、図９～１０は、マイクロロッド９６０及び１０６０をそれぞれ示し、以下に記載されるように、１５０においてナノニードルを生成する様々なステップを表す。図８のマイクロロッド８６０は、図５の第２のプレートベース部分５５０からマイクロロッドを除去した後の図５のマイクロロッド５６０のいずれかを表し得る。

【0048】

図８に示すように、マイクロロッド８６０は、ナノニードルを生成するために加工されるマイクロロッド先端領域８６８を含み、そこで終端する。特に、１５０においてナノニードルを生成することは、ナノロッドを生成するためにマイクロロッド先端部分を粗加工することと、その後、ナノロッドの末端でナノ突起先端を生成するためにナノロッドを微細加工することと、を含んでもよい。図９は、ナノニードル９８０のナノロッド９８２を生成する粗加工ステップ後の図８のマイクロロッド８６０を示すものとして説明され得る。図１０は、ナノロッド１０８２の末端にナノ突起先端１０９０を生成する微細加工ステップの後の図９のマイクロロッド９６０及びナノニードル９８０を示すものとして説明され得る。

【0049】

ナノロッドを生成するためのマイクロロッド先端部分の粗加工は、様々な方法のいずれかで行われ得る。いくつかの例では、マイクロロッド先端部分を粗加工することは、マイクロロッド先端部分を電気化学的にエッチングしてマイクロロッド先端部分から材料を除去し、したがって、マイクロロッドに対して低減した寸法（例えば、幅、厚さ、及び／又は直径）を有するナノロッドを画定することを含む。そのような例では、電気化学エッチングは、様々な既知の技法のいずれかに従って行われ得る。

【0050】

追加的又は代替的に、マイクロロッド先端部分を粗加工することは、集束イオンビームなどの指向性エネルギー源を用いてマイクロロッド先端部分をミリングすることを含んでもよい。そのようなプロセスは、ナノニードルの得られる形状及び／又はサイズのより微細な制御を提供し得るが、集束イオンビームミリングはまた、電気化学エッチングによる粗加工よりも著しく長い加工時間を必要とし得る。

【0051】

マイクロロッド先端部分の粗加工は、様々な寸法及び／又は形状のいずれかを有するナノロッドをもたらし得る。例えば、図９を参照すると、ナノロッド９８２は、結晶配向軸９１２に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２μｍであるナノロッド長さ９８４、及び／又は結晶配向軸９１２に垂直な方向に沿って測定したときに、約２００ナノメートル（ｎｍ）未満であるナノロッド直径９８６を有し得る。

【0052】

追加的又は代替的に、ナノロッド９８２は、ナノロッド直径９８６に対するナノロッド長さ９８４の比として定義されるそのアスペクト比によって特徴付けられてもよい。特に、ナノロッド９８２は、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少なくとも５：１、少なくとも１０：１、及び／又は少なくとも２０：１であるアスペクト比を有し得る。様々な例において、ナノロッドを高いアスペクト比（例えば、２：１より大きい）を有するように構成することは、強く集束されたビームにおけるナノ突起先端からの安定した電子放出を容易にし得る。

【0053】

図９～図１０の例では、ナノロッド９８２／１０８２は、平坦な側面及び実質的に一定のナノロッド直径９８６／１０８６を有する細長い直角プリズムの形状を有する。しかしながら、これは全ての例に必須とされるわけではなく、加えて、ナノロッドが、粗加工ステップから生じ得るような様々な形状のいずれかを有し得ることは、本開示の範囲内である。例えば、ナノロッドは、実質的に円筒形であってもよく、丸みを帯びた側面を有してもよく、及び／又はナノロッドの長さに沿って変化するナノロッド直径を有してもよい。

【0054】

上述したように、図１０は、ナノロッドを微細加工してナノ突起先端１０９０を生成するステップの後の図９のナノロッド９８２を示すものとして説明され得る。ナノロッドを微細加工することにより、様々な寸法及び／又は形状のいずれかを有するナノ突起先端をもたらし得る。このように、図１０は、図９のマイクロロッド９６０のマイクロロッド先端領域９６８の拡大図を示すものとして説明され得る。或いは、図１０は、異なるマイクロロッド１０６０のマイクロロッド先端領域１０６８を示すものとして説明されてもよい。

【0055】

図１０を参照すると、ナノ突起先端１０９０は、結晶配向軸１０１２に平行な方向に沿って測定したときに、約１～５μｍである先端長さ１０９２を有し得る。追加的又は代替的に、ナノ突起先端は、ナノ突起先端の直径（例えば、ナノ突起先端の平均直径、ナノ突起先端の最大直径、及び／又はナノロッド直径）に対する先端長さの長さの比として定義され得るナノ突起先端のアスペクト比によって特徴付けられ得る。特に、ナノ突起先端は、少なくとも１．２５：１、少なくとも１．５：１、少なくとも２：１、少なくとも３：１、最大５：１、最大３．５：１、及び／又は最大２．５：１であるアスペクト比を有し得る。

【0056】

図１０の例では、ナノ突起先端１０９０はピラミッド形状である。特に、ナノロッドの微細加工が集束イオンビームミリングを含む例では、集束イオンビームミリングは、結果として得られるナノ突起先端がピラミッド形状になるように行われてもよい。しかしながら、これは、全ての例に必須とされるわけではなく、加えて、ナノ突起先端が、微細加工ステップから生じ得るような、種々の形状のうちのいずれかを有し得ることは、本開示の範囲内である。例えば、ナノ突起先端は、丸形、半球形、円錐形、楕円形などであってもよい。

【0057】

図１１は、本開示によるナノニードル１１８０を有するマイクロロッド１１６０を備える電子エミッタ１１５０の一例を示す。例えば、図１１のマイクロロッド１１６０は、図１０のマイクロロッド１０６０、又は本明細書に開示された方法１００に従って生成されたマイクロロッドを含んでもよく、及び／又はそれらであってもよい。図１１に示すように、電子エミッタ１１５０は、マイクロロッド１１６０を支持するフィラメント１１５２を含むことができる。特に、図１１の例では、マイクロロッド１１６０は、導電性接着剤及び／又はグラファイト接着剤などの接着剤１１５４を介してフィラメント１１５２に取り付けられ、かつ／又は接合される。マイクロロッド１１６０をフィラメント１１５２に接合した後、フィラメント１１５２を電流源に接続して、マイクロロッド１１６０から電子ビームを生成し得る。すなわち、マイクロロッド１１６０がフィラメント１１５２に接合された状態で、電子エミッタ１１５０は、当技術分野で知られているフィラメントベースの電子エミッタと同様の方法で、及び／又は同様の目的で使用され得る。

【0058】

したがって、いくつかの例では、図１に示すように、方法１００は、１６０において、電子エミッタを組み立てることを更に含む。そのような例では、１６０において電子エミッタを組み立てることは、導電性接着剤及び／又はグラファイト接着剤などを用いてマイクロロッドをフィラメントに接合することを含んでもよい。

【0059】

したがって、マイクロロッド及び／又はマイクロロッドを含む電子エミッタを生成するための様々な方法が提供される。ＬａＢ_６電子エミッタを生成するための既存の技法とは対照的に、本明細書で開示されるトップダウン方法論は、多数のそのような電子エミッタを生成するように容易にスケーリングされ得る。例えば、１１０においてバルク結晶インゴットを提供することは、バルク結晶インゴットが図２に示される加工部分２１４などの複数の加工部分をもたらすように、バルク結晶インゴットを取得及び／又は形成することを含んでもよい。そのような例では、複数の加工部分の各々は、複数の第１のプレートを形成するように処理されてもよく、第１のプレートの各々は、複数のマイクロロッドを形成するように処理されてもよい。更に、第２のプレートからマイクロロッドをミリングするためにレーザ及び／又は自動化プロセスを使用することにより、１時間当たり３０本を超えるマイクロロッドなど、多数のマイクロロッドを短期間で生成することが可能になり得る。

【0060】

更に、本明細書で開示される方法の様々なステップは、従来の方法と比較して大幅に緩和された実用上の制約で行われ得る。例えば、従来の方法は、成長したマイクロロッドを選択し、操作し、取り付けるために超高真空（ＵＨＶ）条件下で作業することを必要とし得るが、方法１００の様々なステップは空気中で行われ得る。特に、１２０において第１のプレートを生成するステップ、１３０において第２のプレートを生成するステップ、及び／又は１５０においてナノニードルを生成するステップ（及び／又はそのサブステップ）などのステップは、大気中で行われ得る。追加的又は代替的に、１１０においてバルク結晶インゴットを提供することがバルク結晶インゴットを形成すること（例えば、ゾーン溶融再結晶法によって）を含む例では、このステップは大気中で行われてもよい。様々な例において、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成する間に第２のプレートをレーザを用いてミリングすることは、真空条件下で行われてもよい。しかしながら、他の例では、このステップも大気中で行われてもよい。更に、ナノニードルは、対応するマイクロロッドから形成され、したがって、対応するマイクロロッドとモノリシックであるため、マイクロロッド及びナノニードルは、光学顕微鏡などの従来の機器を用いて見られ、操作されてもよく、したがって、別個のマイクロロッド又はエミッタにナノニードルを取り付けるために必要とされる高解像度顕微鏡及び高精度マニピュレータを不要にする。

【0061】

図１２～図１３は、本明細書で開示される方法１００とともに、及び／又はその実行において使用され得るシステム及び装置の例を概略的に示す。

【0062】

図１２は、方法１００の様々な態様を行うために使用され得る様々な装置を有するマイクロロッド生成システム１２００の一例を表す。例えば、マイクロロッド生成システム１２００は、上述のようにレーザビームで第２のプレートをミリングするなど、１３０において１つ以上のマイクロロッドを生成する様々な態様を行う及び／又は制御するために使用され得るコンピュータデバイス１２１０を含んでもよい。より具体的な例として、コンピュータデバイス１２１０は、視覚インジケータに対する第２のプレートの位置を登録するために、及び／又はレーザ及び／又は第２のプレートを互いに対して並進させるために使用され得る。

【0063】

図１２に示すように、マイクロロッド生成システム１２００は、追加的又は代替的に、バルク結晶インゴット形成装置１２２０を含んでもよい。例えば、上述したように、１１０においてバルク結晶インゴットを提供することは、ゾーン溶融再結晶プロセスによってバルク結晶インゴットを形成することを含んでもよい。そのような例において、バルク結晶インゴット形成装置１２２０は、バルク結晶インゴットの少なくとも一部分を支持するためのインゴット支持構造１２２２を含んでもよい。バルク結晶インゴット形成装置はまた、バルク結晶インゴットの領域を選択的に溶融するために、バルク結晶インゴットに対して、及び／又はインゴット支持構造１２２２に対して並進され得る加熱要素１２２４を含んでもよい。

【0064】

図１２に示されるように、マイクロロッド生成システム１２００は、追加的又は代替的に、加工部分機械加工装置１２３０を含んでもよい。加工部分機械加工装置１２３０は、１２０において、加工部分から第１のプレートを生成する任意の適切な部分に行うように構成及び／又は使用されてもよい。例えば、加工部分機械加工装置１２３０は、ＥＤＭミリングプロセスを介して加工部分から第１のプレートをミリングするために使用されるＥＤＭ装置１２３２を含んでもよい。

【0065】

図１２に示すように、マイクロロッド生成システム１２００は、追加的又は代替的に、第１のプレート研削装置１２４０を含んでもよい。第１のプレート研削装置１２４０は、１３０において第１のプレートから第２のプレートを生成することの任意の適切な部分を行うように構成及び／又は使用されてもよい。例えば、第１のプレート研削装置１２４０は、第１のプレートを支持する傾斜面などの第１のプレートレベリング装置１２４２、並びに／又は研削ディスク及び／若しくはダイヤモンドスラリーなどの研磨材１２４４を含んでもよい。

【0066】

図１２に示すように、マイクロロッド生成システム１２００は、追加的又は代替的に、第２のプレートミリング装置１２５０を含んでもよい。第２のプレートミリング装置１２５０は、１４０における１つ以上のマイクロロッドの生成の任意の適切な部分を行うように構成及び／又は使用され得る。特に、上述したように、１４０において１つ以上のマイクロロッドを生成することは、第２のプレートをレーザビームを用いてミリングして１つ以上のマイクロロッドを画定することを含んでもよい。したがって、第２のプレートミリング装置１２５０は、ミリング動作を行うために使用されるミリングレーザ１２５２、レーザに対して第２のプレートを支持するための第２のプレート支持構造１２５４、及び／又はアライメントインジケータ１２５６を含んでもよい。いくつかの例では、第２のプレート支持構造１２５４は、アライメントインジケータ１２５６を含む、及び／又は画定し得る。上述したように、第２のプレートミリング装置１２５０は、アライメントインジケータ１２５６の位置を登録するために、及び／又はミリングレーザ１２５２を第２のプレート支持構造１２５４に対して（及び／又はその逆に）自動的に移動させるために、コンピュータデバイス１２１０を使用することなどによって、コンピュータデバイス１２１０と併せて使用され得る。

【0067】

図１２に示すように、マイクロロッド生成システム１２００は、追加的又は代替的に、マイクロロッド先端部分粗加工装置１２６０を含んでもよい。マイクロロッド先端部分粗加工装置１２６０は、１５０におけるナノニードルの生成の任意の適切な部分に行うように構成及び／又は使用されてもよい。例えば、上述したように、１５０においてナノニードルを生成することは、電気化学エッチングプロセスによってマイクロロッド先端部分を粗加工することを含んでもよい。したがって、マイクロロッド先端部分粗加工装置１２６０は、そのような電気化学エッチングプロセスを行うように構成及び／又は使用される電気化学エッチング装置１２６２を含んでもよい。

【0068】

図１２に示すように、マイクロロッド生成システム１２００は、追加的又は代替的に、ナノロッド微細加工装置１２７０を含んでもよい。ナノロッド微細加工装置１２７０はまた、１５０におけるナノニードルの生成の任意の適切な部分を行うように構成及び／又は使用されてもよい。例えば、上述したように、１５０においてナノニードルを生成することは、ナノロッドを微細加工して、集束イオンビームミリングなどによってナノ突起先端を生成することを含んでもよい。したがって、ナノロッド微細加工装置１２７０は、そのようなミリングプロセスを行うように構成及び／又は使用される集束イオンビーム源１２７２を含んでもよい。

【0069】

図１３は、本明細書で開示される方法の１つ以上のステップを行うために使用され得る適切なコンピューティングシステム１３００の一般化された例を示す。コンピューティングシステム１３００は、本革新が、多様な汎用コンピューティングシステム又は専用コンピューティングシステムにおいて実装され得るため、本開示の使用又は機能の範囲に関していかなる限定も示唆することは意図しない。いくつかの例では、コンピューティングシステム１３００は、図１２に示されるコンピュータデバイス１２１０を含んでもよく、かつ／又はそれであってもよい。

【0070】

図１３を参照すると、コンピューティングシステム１３００は、１つ以上の処理ユニット１３１０、１３１５、及びメモリ１３２０、１３２５を含む。図１３では、この基本構成１３３０が破線内に含まれている。処理ユニット１３１０、１３１５は、方法１００の態様を実装するため、及び／又は上述したようなハードウェアコマンド（例えば、レーザミリングコマンド）を提供するためなど、コンピュータ実行可能命令を実行する。処理ユニットは、汎用中央処理ユニット（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内のプロセッサ、又は任意の他の種類のプロセッサとすることができる。マルチプロセッシングシステムでは、複数の処理ユニットがコンピュータ実行可能命令を実行して、処理能力を増加させる。例えば、図１３は、中央処理ユニット１３１０並びにグラフィックス処理ユニット又は共同処理ユニット１３１５を示す。有形メモリ１３２０、１３２５は、１つ以上の処理ユニット１３１０、１３１５によってアクセス可能な揮発性メモリ（例えば、レジスタ、キャッシュ、ＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなど）、又はその２つの何らかの組み合わせであり得る。メモリ１３２０、１３２５は、１つ以上の処理ユニット１３１０、１３１５による実行に適切なコンピュータ実行可能命令の形態で、本明細書で説明される１つ以上の革新を実装するソフトウェア１３８０を記憶する。

【0071】

コンピューティングシステム１３００は追加の特徴を有してもよい。例えば、コンピューティングシステム１３００は、ストレージ１３４０と、１つ以上の入力デバイス１３５０と、１つ以上の出力デバイス１３６０と、１つ以上の通信接続部１３７０と、を含む。バス、コントローラ、又はネットワークなどの相互接続機構（図示せず）が、コンピューティングシステム１３００の構成要素を相互接続する。典型的には、オペレーティングシステムソフトウェア（図示せず）は、コンピューティングシステム１３００内で実行される他のソフトウェアのための動作環境を提供し、コンピューティングシステム１３００の構成要素のアクティビティを調整する。

【0072】

有形ストレージ１３４０は、リムーバブル又は非リムーバブルであり得、磁気ディスク、磁気テープ若しくはカセット、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、又は非一時的に情報を記憶するために使用され得、コンピューティングシステム１３００内でアクセスされ得る任意の他の媒体を含む。ストレージ１３４０は、本明細書で説明される１つ以上の革新を実装するソフトウェア１３８０のための命令を記憶する。

【0073】

１つ以上の入力デバイス１３５０は、キーボード、マウス、ペン、若しくはトラックボールなどのタッチ入力デバイス、音声入力デバイス、スキャンデバイス、又はコンピューティングシステム１３００に入力を提供する別のデバイスであり得る。１つ以上の出力デバイス１３６０は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカ、ＣＤライタ、又はコンピューティングシステム１３００からの出力を提供する別のデバイスであってもよい。

【0074】

１つ以上の通信接続部１３７０は、通信媒体を介して、レーザ制御デバイス及び／又は並進ステージなどの別のコンピューティングエンティティへの通信を可能にする。通信媒体は、コンピュータ実行可能命令、オーディオ又はビデオ入力若しくは出力、又は変調データ信号内の他のデータなどの情報を搬送する。変調されたデータ信号は、信号内の情報を符号化するような方法で設定又は変更された１つ以上の特性を有する信号である。限定ではなく例として、通信媒体は、電気、光、ＲＦ、又は他の搬送波を使用することができる。

【0075】

開示された主題の上述の実装形態を考慮して、本出願は、以下に列挙される追加の例を開示する。単独の項の１つの特徴、又はその項の２つ以上の特徴の組み合わせはまた、任意選択で、１つ以上の更なる例のうちの１つ以上の特徴との組み合わせにおいて、本出願の開示に含まれる更なる例であることに留意されたい。

【0076】

実施例１． 電子エミッタのためのマイクロロッドを生成する方法であって、結晶配向軸に沿って延在するバルク結晶インゴットを提供することと、バルク結晶インゴットの加工部分から第１のプレートを生成することと、第１のプレートから第２のプレートを生成することと、第２のプレートから１つ以上のマイクロロッドを生成することと、を含み、第１のプレートを生成することが、加工部分を機械加工してバルク結晶インゴットから第１のプレートを除去することを含み、第２のプレートを生成することが、第１のプレート厚さを低減することを含み、１つ以上のマイクロロッドを生成することが、第２のプレートから材料を除去し、１つ以上のマイクロロッドを少なくとも部分的に画定するために、第２のプレートをミリングすることを含む、方法。

【0077】

実施例２． バルク結晶インゴットが六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）を含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１に記載の方法。

【0078】

実施例３． バルク結晶インゴットが単純立方晶構造を含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～２のいずれか１つに記載の方法。

【0079】

実施例４． 結晶配向軸が、＜１００＞族の結晶方向から選択される方向である、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～３のいずれか１つに記載の方法。

【0080】

実施例５． 電子エミッタが、マイクロロッドと、マイクロロッドのマイクロロッド先端部分から形成されたナノ突起先端を有するナノニードルとを備える、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～４のいずれか１つに記載の方法。

【0081】

実施例６． バルク結晶インゴットを提供することが、大気中でバルク結晶インゴットを形成することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～５のいずれか１つに記載の方法。

【0082】

実施例７． バルク結晶インゴットを提供することが、ゾーン溶融再結晶法によってバルク結晶インゴットを形成することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～６のいずれか１つに記載の方法。

【0083】

実施例８． バルク結晶インゴット及び加工部分の一方又は両方が、少なくとも実質的に円筒形である、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～７のいずれか１つに記載の方法。

【0084】

実施例９． 加工部分が、結晶配向軸に垂直な方向に沿って測定したときに、約５ミリメートル（ｍｍ）である加工部分直径を有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～８のいずれか１つに記載の方法。

【0085】

実施例１０． 加工部分が、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２ｍｍである加工部分高さを有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～９のいずれか１つに記載の方法。

【0086】

実施例１１． 第１のプレートを生成することが、大気中で行われる、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～１０のいずれか１つに記載の方法。

【0087】

実施例１２． 第１のプレートを生成することが、第１のプレートが、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２ｍｍである第１のプレート長さと、結晶配向軸に垂直な第１の方向に沿って測定したときに、約１～４ｍｍである第１のプレート幅と、第１の方向及び結晶配向軸の各々に垂直な第２の方向に沿って測定したときに、約０．５ｍｍである第１のプレート厚さと、を有するように、第１のプレートを生成することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～１１のいずれか１つに記載の方法。

【0088】

実施例１３． 第１のプレート長さが、加工部分の加工部分高さに実質的に等しい、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１２に記載の方法。

【0089】

実施例１４． 第１のプレート幅が、第１のプレートが加工部分から除去される位置における加工部分の弦長に実質的に等しい、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１２～１３のいずれか１つに記載の方法。

【0090】

実施例１５． 第１のプレートを生成することが、放電加工（ＥＤＭ）プロセスを利用して、バルク結晶インゴットの加工部分から第１のプレートを機械加工することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～１４のいずれか１つに記載の方法。

【0091】

実施例１６． 第１のプレートを生成することが、加工部分がバルク結晶インゴットの残りの部分に取り付けられている間に行われる、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～１５のいずれか１つに記載の方法。

【0092】

実施例１７． 第１のプレートを生成することの前に、バルク結晶インゴットの残りの部分から加工部分を除去することを更に含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～１５のいずれか１つに記載の方法。

【0093】

実施例１８． 加工部分から複数の第１のプレートを生成することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～１７のいずれか１つに記載の方法。

【0094】

実施例１９． 第１のプレートを生成することを繰り返して、加工部分から複数の第１のプレートを生成することを更に含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～１８のいずれか１つに記載の方法。

【0095】

実施例２０． 第２のプレートを生成することが、大気中で行われる、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～１９のいずれか１つに記載の方法。

【0096】

実施例２１． 第２のプレートを生成することが、第１のプレートを機械的に研磨して、第１のプレート厚さを低減することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～２０のいずれか１つに記載の方法。

【0097】

実施例２２． 第１のプレートを機械的に研磨することが、ダイヤモンドスラリーで研磨することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例２１に記載の方法。

【0098】

実施例２３．第２のプレートを生成することが、第２のプレートが、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、第１のプレートの第１のプレート長さに実質的に等しい第２のプレート長さと、結晶配向軸に垂直な第１の方向に沿って測定したときに、第１のプレートの第１のプレート幅に実質的に等しい第２のプレート幅と、第１の方向及び結晶配向軸の各々に垂直な第２の方向に沿って測定したときに、第１のプレートの第１のプレート厚さ未満である第２のプレート厚さと、を有するように、第２のプレートを生成することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～２２のいずれか１つに記載の方法。

【0099】

実施例２４． 第２のプレート厚さが約５０～１００マイクロメートル（μｍ）である、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例２３に記載の方法。

【0100】

実施例２５． 第２のプレートから１つ以上のマイクロロッドを生成することが、１つ以上のマイクロロッドが第２のプレートの第２のプレートベース部分に取り付けられるように行われる、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～２４のいずれか１つに記載の方法。

【0101】

実施例２６． １つ以上のマイクロロッドを生成することが、第２のプレートから材料を除去して、第２のプレートベース部分及び１つ以上のマイクロロッドを画定することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例２５に記載の方法。

【0102】

実施例２７． １つ以上のマイクロロッドを生成することが、第２のプレートの第２のプレート長さの少なくとも１０％、第２のプレート長さの少なくとも３０％、第２のプレート長さの少なくとも５０％、第２のプレート長さの少なくとも７０％、第２のプレート長さの最大８０％、第２のプレート長さの最大６０％、第２のプレート長さの最大４０％、及び第２のプレート長さの最大２０％のうちの１つ以上である、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定されるベース部分長さを第２のプレートベース部分が有するように、第２のプレートベース部分を画定することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例２５～２６のいずれか１つに記載の方法。

【0103】

実施例２８． １つ以上のマイクロロッドを生成することが、各マイクロロッドが形状及びサイズにおいて実質的に同一であるように生成することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～２７のいずれか１つに記載の方法。

【0104】

実施例２９． １つ以上のマイクロロッドを生成することが、各マイクロロッドが、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２ｍｍであるマイクロロッド長さ、結晶配向軸に垂直な第１の方向に沿って測定したときに、約５０～１００μｍであるマイクロロッド幅、及び第１の方向及び結晶配向軸の各々に垂直な第２の方向に沿って測定したときに、約５０～１００μｍであるマイクロロッド厚さ、のうちの１つ以上を有するように各マイクロロッドを生成することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～２８のいずれか１つに記載の方法。

【0105】

実施例３０． マイクロロッド厚さが、第２のプレートの第２のプレート厚さに実質的に等しい、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例２９に記載の方法。

【0106】

実施例３１． 第２のプレートをミリングすることが、真空下で行われる、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～３０のいずれか１つに記載の方法。

【0107】

実施例３２． 第２のプレートをミリングすることが、大気中で行われる、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～３０のいずれか１つに記載の方法。

【0108】

実施例３３． １つ以上のマイクロロッドを生成することが、第２のプレートをレーザを用いてミリングすることを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～３２のいずれか１つに記載の方法。

【0109】

実施例３４． 第２のプレートをレーザを用いてミリングすることが、パルスレーザビームを用いてミリングすることを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例３３に記載の方法。

【0110】

実施例３５． パルスレーザビームが、各々が１００ナノ秒（ｎｓ）未満、１０ｎｓ未満、１ｎｓ未満、１００ピコ秒（ｐｓ）未満、１０ｐｓ未満、１ｐｓ未満、１００フェムト秒（ｆｓ）未満、及び１０ｆｓ未満のうちの１つ以上である持続時間を有する一連のレーザパルスを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例３４に記載の方法。

【0111】

実施例３６． 第２のプレートをレーザを用いてミリングすることが、連続波（ＣＷ）レーザビームを用いてミリングすることを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例３３～３５のいずれか１つに記載の方法。

【0112】

実施例３７． レーザで第２のプレートをミリングすることが、赤外線レーザ、ファイバレーザ、色素レーザ、固体レーザ、及びＮｄ：ＹＡＧレーザのうちの１つ以上を使用することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例３３～３６のいずれか１つに記載の方法。

【0113】

実施例３８． 第２のプレートをレーザを用いてミリングすることが、（ｉ）アライメントインジケータに対して第２のプレートを位置決めすることと、（ｉｉ）コンピュータデバイスを用いて、第２のプレートの位置を登録することと、（ｉｉｉ）コンピュータデバイスを用いて、自動レーザミリングルーチンを実行することと、のうちの１つ以上を含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例３３～３７のいずれか１つに記載の方法。

【0114】

実施例３９． 第２のプレートをアライメントインジケータに対して位置決めすることが、第２のプレートを支持するためのジグに第２のプレートを取り付けることを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例３８に記載の方法。

【0115】

実施例４０． アライメントインジケータが、テンプレート、視覚インジケータ、及び第２のプレートを支持するためのジグのうちの１つ以上を含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例３８～３９のいずれか１つに記載の方法。

【0116】

実施例４１． 第２のプレートの位置を登録することが、コンピュータデバイスを用いて、第２のプレート及びアライメントインジケータの一方又は両方の場所を識別することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例３８～４０のいずれか１つに記載の方法。

【0117】

実施例４２． 自動レーザミリングルーチンを実行することが、レーザによって放出されたレーザビームが第２のプレートから材料を除去して１つ以上のマイクロロッドを画定するように、第２のプレート及びレーザの一方又は両方を並進させることを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例３８～４１のいずれか１つに記載の方法。

【0118】

実施例４３． 第２のプレートから１つ以上のマイクロロッドを生成することが、１つ以上のマイクロロッドが第２のプレートの第２のプレートベース部分に取り付けられるように行われ、複数のマイクロロッドを生成することが、第２のプレートベース部分から１つ以上のマイクロロッドを除去することを更に含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～４２のいずれか１つに記載の方法。

【0119】

実施例４４． １つ以上のマイクロロッドを第２のプレートベース部分から除去することが、１つ以上のマイクロロッド及び第２のプレートベース部分の一方又は両方を屈曲させて、１つ以上のマイクロロッドを第２のプレートベース部分から切り離すことを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～４３のいずれか１つに記載の方法。

【0120】

実施例４５． 第２のプレートベース部分から１つ以上のマイクロロッドを除去することが、ミリングプロセス、ＥＤＭプロセス、及び集束イオンビームのうちの１つ以上を介して第２のプレートベース部分から１つ以上のマイクロロッドを切断することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～４４のいずれか１つに記載の方法。

【0121】

実施例４６． 各マイクロロッドが、マイクロロッド先端領域を含み、マイクロロッド先端領域で終端し、方法が、ナノロッド及びナノ突起先端を含むナノニードルを生成するために、各マイクロロッドのマイクロロッド先端領域を加工することを更に含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～４５のいずれか１つに記載の方法。

【0122】

実施例４７． マイクロロッド先端領域を加工することが、少なくとも部分的に大気中で行われる、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例４６に記載の方法。

【0123】

実施例４８． マイクロロッド先端領域を加工することが、マイクロロッド先端領域を粗加工してナノロッドを生成することと、マイクロロッド先端領域を粗加工することに続いて、ナノロッドを微細加工してナノロッドの末端にナノ突起先端を生成することと、を含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例４６～４７のいずれか１つに記載の方法。

【0124】

実施例４９． マイクロロッド先端領域を粗加工することが、マイクロロッド先端領域を電気化学的にエッチングしてナノロッドを形成することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例４８に記載の方法。

【0125】

実施例５０． マイクロロッド先端領域を粗加工することが、集束イオンビームを用いてミリングすることを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例４８～４９のいずれか１つに記載の方法。

【0126】

実施例５１． ナノロッドが、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２μｍであるナノロッド長さ、及び結晶配向軸に垂直な方向に沿って測定したときに、約２００ナノメートル（ｎｍ）未満であるナノロッド直径、の一方又は両方を有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例４６～５０のいずれか１つに記載の方法。

【0127】

実施例５２． ナノロッドが、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少なくとも５：１、少なくとも１０：１、及び少なくとも２０：１のうちの１つ以上であるアスペクト比を有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例４６～５１のいずれか１つに記載の方法。

【0128】

実施例５３． ナノ突起先端が、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～５μｍである先端長さを有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例４６～５２のいずれか１つに記載の方法。

【0129】

実施例５４． ナノ突起先端が、少なくとも１．２５：１、少なくとも１．５：１、少なくとも２：１、少なくとも３：１、最大５：１、最大３．５：１、及び最大２．５：１のうちの１つ以上であるアスペクト比を有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例４６～５３のいずれか１つに記載の方法。

【0130】

実施例５５． ナノ突起先端がピラミッド形状である、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例４６～５４のいずれか１つに記載の方法。

【0131】

実施例５６． 電子エミッタを組み立てることを更に含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例１～５５のいずれか１つに記載の方法。

【0132】

実施例５７． 電子エミッタを組み立てることが、マイクロロッドをフィラメントに接合することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例５６に記載の方法。

【0133】

実施例５８． マイクロロッドをフィラメントに接合することが、導電性接着剤及びグラファイト接着剤の一方又は両方で接合することを含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例５７に記載の方法。

【0134】

実施例５９． 電子エミッタのためのマイクロロッドであって、ナノニードルを含むマイクロロッド先端領域を備え、ナノニードルが、ナノロッドと、ナノ突起先端と、を備え、マイクロロッド及びナノニードルが、（ｉ）バルク結晶インゴットからマイクロロッドを除去することと、（ｉｉ）マイクロロッド先端領域を粗加工してナノロッドを生成することと、（ｉｉｉ）ナノロッドを微細加工してナノ突起先端を生成することと、を順次行うことによって、バルク結晶インゴットから一体的に形成される、マイクロロッド。

【0135】

実施例６０． マイクロロッドが六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）を含む、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例５９に記載のマイクロロッド。

【0136】

実施例６１． マイクロロッド、ナノニードル、及びナノロッドの各々が、共通の結晶配向軸に沿って延在する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例５９～６０のいずれか１つに記載のマイクロロッド。

【0137】

実施例６２． バルク結晶インゴットが結晶配向軸に沿って延在する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例６１に記載のマイクロロッド。

【0138】

実施例６３． マイクロロッドが、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２ｍｍであるマイクロロッド長さ、結晶配向軸に垂直な第１の方向に沿って測定したときに、約５０～１００μｍであるマイクロロッド幅、及び第１の方向及び結晶配向軸の各々に垂直な第２の方向に沿って測定したときに、約５０～１００μｍであるマイクロロッド厚さ、のうちの１つ以上を有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例６１～６２のいずれか１つに記載の方法。

【0139】

実施例６４． ナノロッドが、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～２μｍであるナノロッド長さ、及び結晶配向軸に垂直な方向に沿って測定したときに、約２００ナノメートル（ｎｍ）未満であるナノロッド直径、の一方又は両方を有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例６１～６３のいずれか１つに記載のマイクロロッド。

【0140】

実施例６５． ナノ突起先端が、結晶配向軸に平行な方向に沿って測定したときに、約１～５μｍである先端長さを有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例６１～６４のいずれか１つに記載のマイクロロッド。

【0141】

実施例６６． ナノロッドが、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少なくとも５：１、少なくとも１０：１、及び少なくとも２０：１のうちの１つ以上であるアスペクト比を有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例５９～６５のいずれか１つに記載のマイクロロッド。

【0142】

実施例６７． ナノ突起先端が、少なくとも１．２５：１、少なくとも１．５：１、少なくとも２：１、少なくとも３：１、最大５：１、最大３．５：１、及び最大２．５：１のうちの１つ以上であるアスペクト比を有する、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例５９～６６のいずれか１つに記載のマイクロロッド。

【0143】

実施例６８． ナノ突起先端がピラミッド形状である、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例５９～６７のいずれか１つに記載のマイクロロッド。

【0144】

実施例６９． マイクロロッドが実施例１～５８のいずれか１つの方法に従って生成される、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例５９～６８のいずれか１つに記載のマイクロロッド。

【0145】

実施例７０． フィラメントと、フィラメントに動作可能に結合された、実施例５９～６９のいずれか１つに記載のマイクロロッドと、を備える、電子エミッタ。

【0146】

実施例７１． マイクロロッドが、導電性接着剤及びグラファイト接着剤の一方又は両方によってフィラメントに接合される、本明細書のいずれかの実施例、特に実施例７０に記載の電子エミッタ。

【0147】

本出願及び特許請求の範囲において使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という単数形は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数形を含む。更に、「含む」という用語は、「備える」を意味する。更に、「結合された」という用語は、結合されたアイテム間の中間要素の存在を除外しない。

【0148】

本明細書で使用される場合、「約」という用語は、列挙された値及び列挙された値の１０％以内の任意の値を意味する。例えば、「約１ｍｍ」は、約０．９ｍｍ～約１．１ｍｍ（両端を含む）の任意の値を意味する。

【0149】

本明細書で使用される場合、「実質的に」という用語は、列挙された値及び／又は特性、並びに列挙された値及び／又は特性の少なくとも７５％である任意の値及び／又は特性を意味する。同等に、「実質的に」という用語は、列挙された値及び／又は特性、並びに列挙された値及び／又は特性と最大で２５％異なる任意の値及び／又は特性を意味する。例えば、「少なくとも実質的に平行」とは、完全に平行である方向、及び最大２２．５度だけ広がる方向を指す。

【0150】

本明細書で説明されるシステム、装置、及び方法は、決して限定するものとして解釈されるべきではない。代わりに、本開示は、様々な開示された実施形態の全ての新規かつ非自明な特徴並びに態様を、単独で、並びに互いとの様々な組み合わせ及び部分的組み合わせで対象とする。開示されるシステム、方法、及び装置は、任意の特定の態様若しくは特徴又はそれらの組み合わせに限定されず、開示されるシステム、方法、及び装置は、任意の１つ以上の特定の利点が存在すること、又は問題が解決されることを必要としない。動作の任意の理論は、説明を容易にするためのものであるが、開示されるシステム、方法、及び装置は、かかる動作の理論に限定されない。

【0151】

開示される方法のうちのいくつかの動作は、便宜的な提示のために特定の連続的な順序で説明されるが、この説明の様式は、特定の順序付けが以下に記載される特定の文言によって必要とされない限り、並べ替えを包含することを理解されたい。例えば、連続して説明される動作は、場合によっては、並べ替えられ得るか、又は同時に行われ得る。更に、簡単にするために、添付の図面は、開示されるシステム、方法、及び装置が、他のシステム、方法、及び装置とともに使用され得る様々な方法を示していない場合がある。更に、説明は、開示される方法を説明するために「生成する」及び「提供する」のような用語を使用することがある。これらの用語は、行われる実際の動作の高レベルの抽象化である。これらの用語に対応する実際の動作は、特定の実装態様に応じて変化し、当業者によって容易に認識可能である。

【0152】

本革新は、プログラムモジュールに含まれる命令などのコンピュータ実行可能な命令が、コンピューティングシステムにおいて、ターゲットの実プロセッサ又は仮想プロセッサ上で実行されるという一般的な文脈で説明することができる。概して、プログラムモジュール又はコンポーネントは、特定のタスクを行うか、又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、ライブラリ、オブジェクト、クラス、コンポーネント、データ構造などを含む。プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態において、所望されるように、プログラムモジュール間で組み合わされ得るか、又は分割され得る。プログラムモジュールのためのコンピュータ実行可能な命令は、ローカル又は分散コンピューティングシステム内で実行され得る。一般に、コンピューティングシステム又はコンピューティングデバイスは、ローカルとすることができるか、又は分散させることができ、専用ハードウェア及び／又は汎用ハードウェアと、本明細書で説明される機能を実装するソフトウェアとの任意の組み合わせを含むことができる。

【0153】

本明細書で説明される様々な例では、モジュール（例えば、コンポーネント又はエンジン）は、特定の動作を行うように、又は特定の機能を提供するように「コード化」することができ、モジュールのためのコンピュータ実行可能な命令が、そのような動作を行うように、そのような動作を行わせるように、又はそうでなければそのような機能を提供するように実行され得ることを示す。ソフトウェアコンポーネント、モジュール、又はエンジンに関して説明される機能は、個別のソフトウェアユニット（例えば、プログラム、関数、クラスメソッド）として実行することができるが、個別のユニットとして実装される必要はない。すなわち、機能は、より大きい又は汎用のプログラム内の１つ以上のコード行など、より大きい又はより汎用のプログラムに組み込むことができる。

【0154】

提示のために、発明を実施するための形態では、コンピューティングシステムにおけるコンピュータ動作を説明するために「決定する」及び「使用する」などの用語を使用する。これらの用語は、コンピュータによって行われる動作の高レベルの抽象概念であり、人間によって行われる行為と混同されるべきではない。これらの用語に対応する実際のコンピュータ動作は、実装態様に応じて変化する。

【0155】

説明されるアルゴリズムは、例えば、デジタルコンピュータによって実行されるソフトウェア又はファームウェア命令として具現化され得る。例えば、開示された位置較正及び／又は自動ミリング技法のいずれも、顕微鏡検査ツールの一部である１つ以上のコンピュータ又は他のコンピューティングハードウェアによって行うことができる。コンピュータは、１つ以上のプロセッサ（処理デバイス）及び有形の非一時的コンピュータ可読媒体（例えば、１つ以上の光媒体ディスク、揮発性メモリデバイス（ＤＲＡＭ若しくはＳＲＡＭなど）、又は不揮発性メモリ若しくはストレージデバイス（ハードドライブ、ＮＶＲＡＭ、及びソリッドステートドライブ（例えば、フラッシュドライブ）など）を備えるコンピュータシステムであり得る。１つ以上のプロセッサは、有形の非一時的コンピュータ可読媒体のうちの１つ以上に記憶されたコンピュータ実行可能な命令を実行することができ、それによって、開示された技法のいずれかを行う。例えば、開示される実施形態のいずれかを行うためのソフトウェアは、コンピュータ実行可能な命令として１つ以上の揮発性の非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶することができ、コンピュータ実行可能な命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、１つ以上のプロセッサに、開示される技法又は技法のサブセットのいずれかを行わせる。

【0156】

例解された実施形態を参照して、開示された技術の原理を説明及び例解してきたが、例解された実施形態は、そのような原理から逸脱することなく、構成及び詳細において修正され得ることが認識されるであろう。例えば、ソフトウェアで示されている例解された実施形態の要素は、ハードウェアで実装され得、逆もまた同様である。また、任意の例からの技術は、他の例のうちの任意の１つ以上において説明される技術と組み合わせることができる。例解された例を参照して説明されたような手順及び機能は、単一のハードウェア若しくはソフトウェアモジュールにおいて実装され得るか、又は別個のモジュールが提供され得ることが理解されるであろう。上記の特定の構成は、簡便な例解のために提供されており、他の構成を使用することができる。

【0157】

開示された技術の原理が適用され得る多くの可能な実施形態を考慮して、例解された実施形態は、代表的な例に過ぎず、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを認識されたい。これらのセクションで具体的に扱われる代替形態は、単に例示的なものであり、本明細書で説明される実施形態に対する全ての可能な代替形態を構成するものではない。例えば、本明細書で説明されるシステムの様々なコンポーネントは、機能及び使用において組み合わされ得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】