Resumo: Neste trabalho foi projetado e construído um sistema de medida de função trabalho por potencial de retardo em emissão por campo elétrico (FERP) utilizando nanotubos de carbono (CNT) como fonte de elétrons. O projeto e construção seguiram os procedimentos normalmente utilizados em sistemas para ultra alto vácuo (UHV), sendo, portanto consideradas as condutâncias, as fontes gasosas, processos, materiais e os tipos de medidas. O sistema FERP de medida de função trabalho foi validado utilizando filmes finos metálicos de alumínio (Al), ouro (Au), platina (Pt), bário (Ba) e cálcio (Ca). Os valores de função trabalho obtidos experimentalmente estão em grande concordância com os dados teóricos e experimentais reportados na literatura por Michaelson, Skriver e Rosengaard. No estudo das fontes de elétrons foi projetado e construído um sistema de microscopia por emissão de elétrons normalmente chamado de Field Emission Microscopy (FEM). Nesse sistema foi possível observar a emissão dos diferentes emissores, o espalhamento do feixe, o comportamento dos gases adsorvidos no material e a sua influência no fluxo de corrente. Foram avaliados sete tipos de CNTs como fonte de elétrons apresentando diversas vantagens em relação às pontas de tungstênio. Dentre estas vantagens destacam-se a emissão de elétrons em campo elétrico menor que 15 V/um; não foi observado ocorrência de centelhamento; maior estabilidade de emissão de elétrons e maior fator de amplificação. Os resultados mostram que os CNTs podem substituir os emissores de tungstênio incorporando vantagens ao sistema Ver menos

Abstract: In this work, a work function measurement system based on field emission retarding potential (FERP) using carbon nanotubes (CNT) as electrons source was developed. The system project and assembly followed procedures normally used in systems for ultra-high vacuum (UHV) such as the conductance, gas sources, processes, materials and types of measurements. The FERP system for work function measurements was validated using metallic thin films of aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), barium (Ba) and calcium (Ca). The work function experimental values are in good agreement with the theoretical and experimental data reported in the literature by Michaelson, Skriver and Rosengaard. An electron emission microscopy system usually called Field Emission Microscopy (FEM) was designed and built for the study of electron sources. This system was used to analyse the emissions of different tips, the beam spread, the behavior of adsorbed gases and its influence on the current flow. Seven different types of CNTs were evaluated as electron sources having several advantages compared to tungsten tips. Among these advantages are the electron emission with electric field lower than 15 V/um; it was not observed occurrence of arcing; more stable electron emission and greater amplification factor. The results show that CNTs can replace the tungsten emitters incorporating advantages to the system Ver menos