Детектор электронов Советский патент 1975 года по МПК G01T1/28 

1

Изобретение предназначено для псиользования в растровых электронных микрозондовых приборах.

Известные детекторы электронов состоят из устройства сбора электронов, развязываюп1,его преобразователя (включающего сцинтиллятор с входным электродом и световод), фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) с нагрузкой и источника иптання.

В нзвестном детекторе устройством сбора электронов часть электронов, вышедших из исследуемого образца, направляется в поле входного электрода сцинтиллятора и приобретает в нем оптимальную для возбуждения примененного спинтиллятора энергию. Часть возбужденных в сцинтилляторе фотонов направляется с помошью световода на фотокатод ФЭУ и возбуждает в нем вторичиые электроны, поток которых, усиленный динодами ФЭУ, создает в нагрузке регистрируемый сигнал. С целью уменьшения уровня собственных шумов и достижения максимальной чувствительности по входному сигналу в таких детекторах предъявляются жесткие требования к согласованию снектральных характеристик сцинтилляторов, световода и ФЭУ, а также к конструкции световода и сцинтиллятора.

Недостатки известного детектора следующие: большой уровень собственных шумов детектора, возникающих в развязываюндем

9

нреооразователе и накладывающн.чся на сигнал при его двойпо.м энергетическом преобразоваппи (электроны-фотоны-электроны), что ограннчивает чувствительность детектора и, как следствие, разрешающую способность прибора, в котором он используется; Tcxinnieские трудности, воз1П1кающие прп работе со слабыми спгналамп п выражаюп-1,иеся в необходимости очень тщательного нзготовлепия световода и сциитиллятора и тщательном сопряжении их С11ектральных характеристик и характеристики ФЭУ.

Для повышеппя оби1.его коэффициента усиления в предлагаемый детектор введен малошумяший электронный умнол итель, установленный между устройством сбора эле тронов п развязываюихпм преобразователем такпм образом, что коллектором успленного потока электронов с его выхода служит входной электрод сцинтиллятора в развязываюшем преобразователе.

Иа чертеже схематически показан предлагаемый детектор.

В металлической трубке 1. являюнгейся электромагнитным экраном н корпусом детектора, со стороны торца, обращенного в сторону исследуемого объекта 2, на изоляторах 3, последовательно друг за другом, размещены: устройство сбора электронов 4, выполненное в виде металлической сеточки или комбинации отклоняющих иластш-:, малоипмяш; ; Я1лектро1 пыи умпожгтель (тшч ) 5, изго101;ленньш боя коллектора, jiariaj.ibniaioщий преобразовате.и, о, расположсииыГ ла входном торце разме1це1шого за ккм ФЭУ 7 :: цзготовлеииый путел последовательного нансеения иа торец ФЭУ слоя сцинтнллятора cS ii тонкого нроводягцего нокрытия 9, имеющего контактную нлош.адку, и ФЭУ 7 с подключен ной к нему нагрузкой 10. К металлической сеточке 4, электронному умножителю 5, контактной площадке нроводящего покрытия Я, являюитегося входным электродом развязыг.ающего нреобразователя 6, и ФЭУ 7 нодведеп:, напряжения от источника питания 11. обндая шина которого соединена с исследуе.1ым ooi ектом 2 металлической трубкой 1 (являюн1ейся экраном детектора), вторым концом нагрузкн 10, подключенной к выходу ФЭУ. и общим коитуром заземления.

Поток электронов от исследуемого объекта с номощью регулируемого нотенциа.ча vTpoi;ства сбора электронов (сеточки п.чи отклоняюнщх нластнн) ианравляется на liCMX-ibiii ;;iiнод малошумящего ВЭУ и попадает с пос.юдвего дииода и ускоряюн1,ее иоле, создаиаслкн входным электродом развязываю него нрсобразовате.тя, получает онтпмальиую для возбуждении сцггнтиллятора энергню и г:реоб|)азуется в поток светового излучения сщпгги.ь-;;- тором 8. Поток светового излучения, возбуждая ФЭУ. создает на подключенной к вь;ход ФЭУ нагрузке сигнал. нрогорннональпьп входному току детектора.

е дсгектора электронов пзго ou-iHiii 1 о ффи11 :(-пт уги леммИ li .:() раз, ()111)елд;.1яем()е ко-иЬфицис ;iOM yen. icjiiiH зпедениого ма.мошумящсЧ)

:-;..1ектр01П ого множителя (например, д.1Я ВЭУ-1А и раз) н снизить уровень шумов практически до уровня собственных цумов источника сигка,1а. плн сократить время исследования объекта. Так, при темновом

токе менее А можно регистрировать десятки электронов в секунду, т. е. токи порядка А, что не удается сделать с помощью известного ранее детектора с развязываюним нреобразователем на

;;ходе.

Детектор электронов, еодержанлий устройство сбора э.лектропов. развязываю1ций нреоб|1азовате:1ь, cacTOBOii поток с которого nanpaii.len иа вход. 4)от()эле1 троп1 ого у.множителя е 110дк, ючсппо) к |-1е,му иагрузкоГн источник ии|аиия и исследуемый зазем.ченный объект, отличающийся тем, что, с целью HOBJ::щення обн1его коэффнциента усиления, он огабжеи электронным умиожителем с ма.1ым коэфс{)инлс1Г1ом Н1ума, рас1ю:юженным между ч гройством сбора эл.ектронов н развизываюП1и,м преобразователе:., входной электрод которого выпо. функцию коллектора потока электронов электроииого удпюжителя с малым к()эа)(Н1ниептом пАма.