Способ рентгеновской и электронной спектрометрии электропроводящих материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N23/22 

1

Изобретение относится к физическим методам исследования поверхности твердых тел и может быть использо вано для регистрации спектров мягкого рентгеновского излучения или Оже- электронов, используемых при исследовании элементного состава и электронной структуры материалов, обладаю щих электропроводностью.

Це.ш изобретения - повышение чувствительности элементного анализа образца во всем энергетическом диапазоне регистрируемого излучения.

Исследуемый образец облучают пучком ускоренных электронов, причем между источником электронов и исследуемым образцом подают линейно нарастающее во времени ускоряющее напряжение, модулированное напряжением постоянной частоты. Амплитуду напряжения модуляции изменяют синхронно , с линейно нарастающим во времени ускоряющим напр5шением так, что отношение амплитуды модуляции к величине ускоряющего напряжения постоянно по величине. Регистрируемый сигнал представляет собой зависимость производной интенсивности рентгеновского излучения или Оже-электронов от ускоряющего напряжения, что позволяет улучшить соотношение сигнал-фон.

При проведении количественного анализа по спектрам рентгеновского излучения или Оже-электронов амплитуду модулирующего напряжения увеличивают, чтобы получить максимальную интенсивность сигнала, которая имеет оптимальную величину в зависимости от энергии регистрируемых линий.

Изменение амплитуды модулирующего напряжения во всем диапазоне развертки ускоряющего напряжения обеспечивает получение максимальной интенсивности рентгеновского излучения для всех энергий характеристических линий, а следовательно, максимальной чувствительности при проведении элементного анализа.

Способ реализован при проведении анализа поверхностей сплавов, содержащих Зd-пepexoдныe металлы Ti,Cr,Fe Исследуемый образец помещают в вакуумную камеру, где установлены источник электронов и детектор излучения. Между источником и образцом прикладьтают линейно нарастающее во

905512

времени ускоряющее напряжение (100- 1000В), в результате чего в образце последовательно возбуждается характеристическое рентгеновское излучение элементов, содержащихся в образце. Оно регистрируется с помощью детектора. Ускоряющее напряжение модулируют напряжением постояиной часто10 ты, амплитуду которого изменяют синхронно с ускоряющим напряжением так, что отношение амплитуды модулирующего напряжения к ускоряющему напряжению постоянно по величине. f Выбор оптимальной величины амплитуды модуляции проводят по линии L-серии титана энергией возбуждения 455 эВ. Оптимальная величина модулирующего напряжения для питания 5В.

20 Поскольку энергетический диапазон спектрометра 100-1000 эВ, то амплитуду модулирующего напряжения изменяют в диапазоне 1-10 В.

Величина модулирующего напряже25 ния около 1% от ускоряющего напряжения. При регистрации рентгеновских линий L-серии Ti,Cr,Fe получают по сравнению с известным способом увеличение интенсивности выходного сиг30 нала, а следовательно, и чувствительности в 2-3 раза. ,

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство состоит из вакуумной камеры, в которой располагают источник 1 электронов, держатель 2 образца и детектор 3 характеристического излучения. Для электрического питания источника электронов используют блок 4. Ускоряющее напряжение, устанавливающее энергетический диапазон работы спектрометра, подают от высоковольтного источника 5 питания с блоком 6 линейно нарастающего во времени напряжения. Модулирующее напряжение от генератора 7 подают на функциональный преобразователь 8, вьшолненный на операционном усилите- те, который управляется от блока 6 линейно нapacтaющe oнапряжения синхронно с разверткой ускоряющего напряжения. Модулирующее напряжение с выхода функционального преобразова- теля 8 через блок 9 с согласующим трансформатором накладьшается на ускоряющее напряжение и подается на держатель образца.

Изобретение относится к физическим методам исследования поверхности твердых тел. Оно может быть использовано для регистрации спектров мягкого рентгеновского излучения или Оже-электронов, используемых при исследовании элементного состава и электронной структуры материалов. Цель - повышение чувствительности элементного анализа во всем диапазоне энергий регистрируемого излучения. Одновременно с разверткой ускоряющего напряжения от генератора с линейно нарастающим напряжением изменяется и величина амплитуды модулирующего напряжения, устанавливая оптимальную величину амплитуды модуляции для любой энергии рабочего диапазона используемого спектрометра. Устройство для реализации способа содержит источник электронов, детектор, высоковольтный источник питания, блок линейно Д1арастающего во времени напряжения, генератор модулирующего напряжения, согласующий трансформатор, одна из обмоток которого подключена к выходу высоковольтного источника питания и держателю образца, блок обработки сигнала, функциональный преобразователь, входы которого подключены соответственно к выходу блока линейно нарастающего во времени напряжения и к выходу генератора модулирующего напряжения, а выход преобразователя соединен с второй обмоткой согласующего трансформатора. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. i СЛ со со о СЛ СП