Entwicklung einer Extraktormessröhre mit CNT-Feldemissionskathode für Druckmessungen in kryogenen Vakuumsystemen

Die Druckmessung in Tieftemperatur-Vakuumsystemen stellt ein groses messtechnisches Problem dar. Fur die in solchen Systemen auftretenden Drucke im UHV und XHV-Bereich werden meist Ionisationsmanometer vom Gluhkathodentyp zur Druckmessung verwendet. Diese haben jedoch den entscheidenden Nachteil, dass durch die Verwendung einer Gluhkathode zur Erzeugung freier Elektronen eine grose Warmelast in das System eingekoppelt wird. Dies fuhrt zu einer Storung des thermischen Gleichgewichts und damit zu einer Verfalschung der Druckmessung. Weiterhin muss diese zusatzliche Warmelast abgefuhrt werden, was vor allem bei kryogenen Vakuumsystemen einen erheblichen Mehraufwand darstellt. Um dieses Problem zu umgehen, wurde ein Ionisationsmanometer entwickelt, dessen Gluhkathode durch eine kalte Elektronenquelle ersetzt wurde. Der verwendete Feldemitter, eine kommerziell erhaltliche CNT-Kathode, wurde gegenuber dem Anodengitter einer Extraktormessrohre positioniert. Mit diesem Aufbau wurden die Charakteristika von Kathode und Messrohre sowohl bei Raumtemperatur als auch unter kryogenen Vakuumbedingungen untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass die modifizierte Messrohre auch bei einer Umgebungstemperatur von 6 K ohne funktionale Einbusen betrieben werden kann und der gemessene Ionenstrom uber mehrere Dekaden linear mit dem von einer Extraktormessrohre mit Gluhkathode gemessenen Referenzdruck ansteigt. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass der Extraktor mit CNT-Kathode unter diesen kryogenen Bedingungen deutlich sensitiver auf geringe Druckschwankungen reagiert als sein Aquivalent mit Gluhkathode.