СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРОВ УПРУГОГО ОТРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ Российский патент 1994 года по МПК H01J49/48 

Описание патента на изобретение RU2020647C1

Изобретение относится к физической электронике и может быть использовано в электронных спектрометрах, обладающих угловым разрешением, составляющим десятые доли градуса и меньше, и энергетическим разрешением ΔЕ, меньшим величины теплового разброса электронов ΔЕс ≃ 0,2 - 0,6 эВ, эмиттированных катодом пушки.

Традиционно применяемые способы исследования зависимостей коэффициента упругого отражения R от энергии падающих на образец электронов Ер, основанные на монохроматизации зондирующего пучка, в том числе двухкаскадной монохроматизации [1,2,3], имеют следующие недостатки, устраняемые или ослабляемые в предлагаемом способе.

Малая интенсивность зондирующего пучка и, как следствие этого, малая чувствительность и скорость записи спектров, недостаточные для регистрации многих динамических процессов, происходящих, например, на поверхности твердого тела при адсорбции молекул газа.

Традиционное применение на выходе анализатора в качестве коллектора вторично-электронного умножителя позволяет регистрировать в каждый момент времени сигнал, соответствующий лишь одной точке на зависимости R(Ep), что также ограничивает скорость записи спектров упругого отражения.

Целью изобретения является повышение чувствительности и скорости записи спектров путем повышения интенсивности зондирующего и анализируемого потока, облегчение конструирования, настройки и обслуживания спектрометров, создаваемых для исследования спектров упругого отражения на основе предлагаемого способа исследования.

Для достижения цели поток первичных электронов с энергетическим разбросом ΔЕс, формируемый электронной пушкой, замедляют (или ускоряют) в К1 = 1 - 1000 раз по энергии до значения энергии Ер = 1 - -1000 эВ, при которой требуется измерить коэффициент упругого отражения мишени, отражают мишенью (ее поверхностью или объемом), замедляют (или ускоряют) в К2 = 1 - 100 раз до энергии настройки энергоанализатора, анализируют с помощью энергоанализатора спектр отраженного пучка в диапазоне энергий Ер2 ± 0,5 ΔЕс, соответствующем области упругого отражения электронов, регистрируют электроны пучка, прошедшего через энергоанализатор и попавшего на коллектор.

На выходе энергоанализатора возможно использование в качестве детектора какого-либо позиционно-чувствительного детектора (П.Ч.Д), например, микроканальной пластины. При этом оказывается возможной одновременная раздельная регистрация сигналов упругого отражения, вызванных электронами анализируемого потока с различными энергиями, лежащими в пределах энергетического разброса ΔЕс и сосредоточенными вблизи значения энергии Ер зондирующего пучка. Свертка сигналов, поступающих от различных участков ПЧД, с заранее известной формой энергетического распределения электронов зондирующего пучка позволит восстановить истинную форму зависимости коэффициента упругого отpажения от энергии R(Ep) одновременно во всем диапазоне (Ер - 0,5 ΔЕс; Еp + 0,5 ΔЕс), или в более узком диапазоне энергий зондирующего потока, сосредоточенной вблизи Ер. Применение предлагаемого способа без учета применения ПЧД позволяет увеличить интенсивность потока в 10-100 раз, а использование ПЧД на выходе анализатора - дополнительно увеличить интенсивность анализируемого (регистрируемого в каждый момент времени) сигнала в десять раз. Таким образом, в целом скорость записи спектров R(Ep) повышается в 100 - 1000 раз.

Похожие патенты RU2020647C1

название год авторы номер документа
СПЕКТРОМЕТР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ 1994
  • Голиков Ю.К.
  • Давыдов С.Н.
  • Кораблев В.В.
  • Краснова Н.К.
  • Кудинов Ю.А.
RU2076387C1
ПОРТАТИВНЫЙ РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНЫЙ ДАТЧИК И СПОСОБ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 1992
  • Нахабцев В.С.
  • Букин К.В.
  • Волков А.Г.
RU2065599C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ФАЗЫ В АМОРФНЫХ ПЛЕНКАХ НАНОРАЗМЕРНОЙ ТОЛЩИНЫ 2012
  • Волков Степан Степанович
  • Аристархова Алевтина Анатольевна
  • Гололобов Геннадий Петрович
  • Китаева Татьяна Ивановна
  • Николин Сергей Васильевич
  • Суворов Дмитрий Владимирович
  • Тимашев Михаил Юрьевич
RU2509301C1
ЭНЕРГОМАСС-СПЕКТРОМЕТР ВТОРИЧНЫХ ИОНОВ 1990
  • Никитенков Н.Н.
  • Косицын Л.Г.
  • Шулепов И.А.
RU2020645C1
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ЭНЕРГОАНАЛИЗАТОР С УГЛОВЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ 2009
  • Трубицын Андрей Афанасьевич
  • Солдатов Виктор Васильевич
RU2448389C2
Способ анализа ионов по энергиям, массам и зарядам и устройство для его осуществления 2019
  • Строкин Николай Александрович
  • Нгуен Тхе Тханг
  • Казанцев Александр Владимирович
  • Бардаков Владимир Михайлович
RU2708637C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА И ТОЛЩИНЫ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛЕНКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА ПРИ ВНЕШНЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ПОВЕРХНОСТЬ 2012
  • Курнаев Валерий Александрович
  • Мамедов Никита Вадимович
  • Синельников Дмитрий Николаевич
RU2522667C2
СПОСОБ АНАЛИЗА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ПО ЭНЕРГИЯМ И МАССАМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Строкин Николай Александрович
  • Астраханцев Николай Вениаминович
  • Бардаков Владимир Михайлович
  • Во Ньы Зан
  • Кичигин Геннадий Николаевич
  • Лебедев Николай Валентинович
RU2459310C2
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ЭНЕРГОАНАЛИЗАТОР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ 2011
  • Скунцев Александр Александрович
  • Суворов Дмитрий Владимирович
  • Трубицын Андрей Афанасьевич
RU2490620C1
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ЭНЕРГИЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ 2011
  • Трубицын Андрей Афанасьевич
RU2490750C1

Реферат патента 1994 года СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРОВ УПРУГОГО ОТРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ

Использование: относится к физической электронике и может быть использовано в электронных спектрометрах, предназначенных для записи зависимости коэффициента упругого отражения электронов от их энергии с угловым разрешением порядка нескольких десятых долей градуса и меньше, энергетическим разрешением порядка нескольких десятых долей электронвольта и меньше. Сущность изобретения состоит в том, что первичный поток электронов с энергетическим разбросом ΔEp= 0,2-0,6 эВ , формируемый электронной пушкой, направляют в изофокусирующую линзовую систему, замедляют (ускоряют) с ее помощью в K1= 1-100 раз по энергии, одновременно фокусируя на исследуемой мишени. Пучок, отраженный от мишени, фокусируют с помощью второй изофокусирующей системы на входной диафрагме энергоанализатора, одновременно ускоряя или замедляя его в K2= 1-100 раз до энергии настройки анализатора Ea . Далее электроны анализируемого потока, прошедшие через энергоанализатор, регистрируются при попадании на коллектор (ПЧД). Энергоанализ электронов производится в диапазоне энергий ΔE порядка величины энергетического разброса в первичном пучке ΔEp . 1 з.п.фл-ы.

Формула изобретения RU 2 020 647 C1

1. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРОВ УПРУГОГО ОТРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ, включающий формирование первичного пучка электронов с разбросом по энергии на катоде Δ Ec , Дж изменение средней энергии пучка до величины Eр, Дж, при которой в данной точке спектра определяют коэффициент отражения электронов, фокусировка пучка на мишени, изменение энергии отраженного пучка до величины энергии настройки анализатора Eа, Дж, анализ по энергии и регистрацию, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и скорости записи спектров, энергию настройки анализатора Eа поддерживают равной
e (Uc ± Uo ) .

где l - заряд электрона, Кл;
Uс - измеряемый потенциал катода относительно мишени, В;
U0 - постоянный сдвиг потенциала, В, в пределах 0≅U0≅ΔEc/2e ,
а формирование первичного пучка осуществляют из условий отсутствия зависимости формы кривой его энергетического спектра от сдвига по шкале энергий.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что до начала измерений снимают спектр f(E) энергетического распределения электронов в первичном пучке, регистрацию энергетического распределения R(E) электронов, упруго отразившихся от мишени и влетевших во входную апертуру анализатоа, осуществляют одновременно во всем энергетическом диапазоне Ep ± Δ Ec / 2 при помощи позиционно-чувствительного детектора, и нормируя полученную зависимость R(E) на спектр f(E), получают спектр упругого отражения электронов в диапазоне
E = Ep ± Δ Ec / 2.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года RU2020647C1

Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
KesmodelL
L
Neu high resolution electrou spectrowefes fos susface vibratioual analysis
J
Vae, Sce
and Terhuol
Гребенчатая передача 1916
  • Михайлов Г.М.
SU1983A1

RU 2 020 647 C1

Авторы

Давыдов С.Н.

Кораблев В.В.

Кудинов Ю.А.

Даты

1994-09-30Публикация

1990-10-02Подача