在传统电子束聚焦中，需要通过调焦来确保电子束焦点在目标物体上。要确认是焦点的最小直径位置非常困难，且难以测量。如果焦点是一条直线，就可以免去调焦过程，本文将介绍一种能把电子束聚焦到一条直线上的半导体圆筒聚焦电极。

根据高斯定理，带电圆柱面导体腔内的电场强度处处为零，因为在静电平衡下，导体内的自由电子会在电场作用下重新分布，使内部电场被抵消，如果圆柱面电极由不带自由电子的材料制成，给电极加上电荷后，其腔内的电场强度可用高斯定理求解：E=ρr/2Ԑ,r是电场离圆筒轴线的距离，从公式可以看出，r越大，电场强度越大。

怎样找到理论中的电极材料呢？经过思考，用驻极体或者P型掺杂的半导体材料可以满足要求。本文不介绍驻极体材料，重点介绍P型掺杂的半导体材料。材料可以是P型掺杂的硅，也可以是P型掺杂的聚苯胺（有机半导体）。因为P型掺杂的半导体是通过空穴导电的，这种材料不产生自由电子，不会在静电场下内部电场相互抵消，电场强度与r成正比，也就是离圆筒轴线越远，电场越强。但在中心轴线上，由于受到平衡力，电子不会径向运动，在非中心轴线位置，电子受到带负电圆筒电场的推力，向轴线移动，这样就实现了聚焦，其焦点被限制在中心轴线的位置上。