Спектрометр энергий электронов Советский патент 1986 года по МПК H01J49/04 G01T1/36 

Изобретение относится к технике спектроскопии заряженных частиц (электронов и ионов) и может быть применено для исследования энергетических спектров различного рода эмиссий при взаимодействии корпускулярного и электромагнитного излучений с веществом. Известен спектрометр энергий элек тронов, в котором электроны одной и той же энергии фокусируются в ради альном электрическом поле в линию и с помощью щели, расположенной в фокальной плоскости прибора, могут быт выделены из всего спектра и зарегистрированы. Сканирование спектра ана лизируемой электронной эмиссии (ЭЭ) осуществляется изменением разности потенциалов между эмиттером и входной щелью прибора. Недостаток такого спектрометра заключается в том, что он дает энергетическое распределение (ЭР) всей ЭЭ независимо от принадлежности элек тронов к эмиссионным пакетам той или иной численности. Целью изобретения является непосредственная регистрация энергетического спектра электронов в эмиссио ных пакетах с конкретной численность электронов в них и повышение линейности этой регистрации. Это достигается тем, что в предлагаемом спектрометре на выходе анал затора энергий электронов за блоком канальных электронных умножителей (КЭУ) в виде микроканальной платы (МКП)5 помещенной в его фокальной плоскости вместо щели, в фокальной плоскости стигматической электроннооптической системы установлен секцио нированный коллектор электронных пуч ков, имеющий узкую центральную зону (например, щириной 0,2 мм), ориентированную строго по изображению центральной электронной лийии, и изолиро ванные от нее две широкие боковые зоны так, что все три они охватывают полную опертуру МКП, лежат в одной плоскости и разделены зазорами (например, величиной 0,1 мм), причем вы ходы центральной зоны отдельно и боковых зон вместе включены на схему совпадений через дифференциальны анализаторы амплитуд импульсов. На чертеже изображен меридиальньй размер предлагаемого устройства Устройство содержит исследуемый фотокатод1j входную щель 2 анализатора шириной 0,1-0,2 мм, эяектро статический анализатор 3 ЭJгeктpoнoв -с фокусировкой на 1Г (TJT радиан без выходной щели и с расстоянием между цилиндрами большим, чем удвоенная щирина электронного спектра в фокальной плоскости в рабочем режиме, экранирующую сетку 4 с прозрачностью для электронов 90%, служащую для предотвращения проникновения поля МКП внутри анализатора, блок 5 КЭУ в виде платы МКП с диаметром КЭУ 2030 мкм, расположенный на расстоянии около 1 мм от сетки 4, секционированные коллекторы с узкой центральной зоной 6 и двумя широкими боковыми зонами 7, дифференциальные одноканальные анализаторы 8 и 9 амплитуд импульсов и схему 10 совпадений импульсов. Спектрометр работает следующим образом. Монохроматический свет выбивает с фотокатода 1 электроны разных энергий. Сгруппированные в пакеты с различной численностью в зависимости от величины энергии фотонов и вероятности многоэлектронного вторичного возбуждения. Поток фотонов выбирается достаточно слабым, так чтобы интервал между эмиссионными пакетами бьш порядка с. С другой сто- . РОНЫ разброс по времени выхода внут.ри каждого пакета составляет менее 10 с. Поэтому детектор типа пропор-. ционального счетчика (ПС) с разрешающим временем около 10 с регистрирует пакеты, как отдельные импульсы ионизации, причем амплитуда их про-, порциональна числу элементарных зарядов в каждой детектируемой пачке. Вся эмиссия с фотокатода 1 собирается на входную щель 2 и фокусируется в сагиттальном сечении фокальной плоскости в виде линий. Затем за экранирующей сеткой 4 электроны ускоряются до 0,5-1,0 кэв и попадают на блок КЭУ 5. Причем на каждый КЭУ попадает одновременно не более одного электрона, так что амплитуда общего сигнала на коллекторе пропорциональна числу электронов Ъ в пакетах. Ширина узкой зоны 6, близкая ширине входной щели, в пересчете на энергию дает олтимальное энергетическое разрешение О Е всей системы в целом. Зона 6 составляет около 0,7% площади всего коллектора, поэтому

3 4959704

на соответствующую ей зону МКП по-анализатору 9- на (h-1) ,(ь-2) и т.д.

падает число электронов из каждогопопаданий и подавая сигналы на схему

пакета,много меньшее п .Настраиваясовпадений 10,при сканировании зне.рдифференциальный анализатор 8 после-гиир,можно получить энергетическое

довательно на 1,2,3,и т.д. попаданийj распределение эмиссионного пакета с

электронов и соответственно этомулюбой конкретной численностью.

СПЕКТРОМЕТР ЭНЕРГИЙ- ЭЛЕКТРОНОВ , содержащий электростатический анализатор с фокусировкой электронов одинаковых энергий в спектральные линии, отличающийся тем,что, с целью непосредственной регистрации энергетического спектра электронов а эмиссионных пакетах с заданной численностью и повмпения линейностиэтой регистрации, блок канальных электронных умножителей в виде микро-i канальной платы расположен в фокальной плоскости анализатора, а за микроканальной платой, в фокальной плоскости стигматической электронно-оптической системы установлен коллектор электронных пучков,.разделенный зазорами на три зоны, охватывающих полную ацертуру микроканальной платы, причем выходы центральной зоны отдельно и боковых зон вместе включены на схему совпадений через дифференциальные амплитудные анализаторы импульсов.i(Л.4^со ел со •^