Анализатор энергии заряженных частиц Советский патент 1979 года по МПК H01J39/00 

(54) АНАЛИЗАТОР ЭНЕРГИИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

щих, коллимирующих и фокусирующих электродов расположены общие пары пластин так, ЧТО электронно-оптическая ось системы проходит через центр кривизны коллимирующих и фокусирующих электродов, источник и соответственно приемник частиц образует с боковыми поверхностями диспергирующих электродов угол больше нуля, но меньще 90°.

На чертеже схематически изображен анализатор заряженных частиц.

Он состоит из входной коллимнрующей линзы, образованной электродами, выполненными из входной нары пластин 1, пары в виде согласующих пластин 2 и общей пары пластин 3, деспергирующей системы электродов, включающей общую пару пластин 3, центральную пару пластин 4 с примыкающими к ней с обеих сторон нарами пластин 5 и 6, общей пары пластин 7, фокусирующей линзы, образованной электродами, выполненными в виде общей пары пластин 7, согласующей пары пластин 8, выходной пары пластин 9, источника 10 частиц и приемника 11.

Все электроды имеют свой потенциал, пластины расположены на одинаковом расстоянии от средней продольной плоскости. Пары пластин разделены между собой щелевыми зазорами. Пары нластин 3, 4, 5, 6 и 7 разделены прямолинейными щелевыми зазорами, а пары пластин 1, 2, 3, и 7, 8, 9 - щелевыми зазорами, образованными цилиндрическими новерхностями.

Источник 10 заряженных частиц и приемник 11 размещень вне электростатического поля и могут находиться как нод различными, так и под одинаковыми потенциалами.

Анализатор предлагаемого типа может иметь варианты с ускорением или замедлением заряженных частиц в области центральной нары пластин 4. Электродная система анализатора может быть выполнена геометрически симметричной относительно взаимно перпендикулярных плоскостей системы или симметричной относительно продольной плоскости и несимметричной относительно поперечной плоскости.

Работает анализатор следующим образом.

Каждая точка источника 10 испускает расходящийся пучок заряженных частиц. Коллимирующая линза, образованная парами пластин 1, 2, 3, коллимирует этот пучок, делая его параллельным. Затем пучок поступает в диспергирующую систему электродов, которая отклоняет частицы в плоскости параллельной средней плоскости на тот или иной угол, в зависимости от их энергии.

В плоскости, перпендикулярной к средней, диспергирующая система также сохраняет параллельность падающего на него пучка.

Изображения источника, соответствующие различным энергиям частиц, находятся в фокальной плоскости фокусирующей линзы, образованной парами пластин 7, 8, 9. В этой плоскости расположена щель приемника 11 заряженных частиц.

Предлагаемый анализатор обеспечивает получение высокой разрешающей способности при большой светимости за счет его

следующих свойств. Коллимирующая и фокусирующая линзы без существенного сокращения их фокусных расстояний в плоскости дисперсии позволяют уменьшить энергию входящих в призму частиц, что

приводит к возрастанию дисперсии анализатора и, следовательно, повышению его разрешения. В то же время фокусные расстояния в перпендикулярной плоскости значительно сокращаются, что дает возможность хорошо фокусировать пучки с большими углами расходимости в этой плоскости, т. е. существенно увеличить светосилу анализатора. Вследствие малых величин аберраций линз возможно использование

пучков с большими углами расходимости также и в плоскости дисперсии, что дополнительно увелнчивает светосилу анализатора. Площадь источника может быть большой. В случае применения длинного

источника в применяемом анализаторе возможно устранение искривления его изображения.

Высокая светимость призменного энергоанализатора обеспечивает возможность его

использования не только для ожеспектрометров, но особенно для комбинированных рентгено-, фото- и оже- электронных снекгрометров.

Формула изобретения

Анализатор энергии заряженных частйц, состоящий из источника частиц, электростатической электронно-оптической системы с центральными диспергирующими электродами, входными коллимирующнми и выходными фокусирующими электродами, и приемника частиц, отличающийс я тем, что, с целью увеличения светимости и упрощения конструкции, электроды электронно-оптической системы выполнены в виде параллельных последовательно расположенных пар плоских пластин, симметричных относительно продольной плоскости анализатора, равноудаленных и изолированных одна от другой, -при этом диспергирующие электроды выполнены в виде центральной пары пластин с примыкающей к

ней с обеих сторон по крайней мере нарой согласующих пластин, разделенных прямолинейными щелевыми зазорами, коллимирующие и фокусирующие электроды выполнены в виде входной и соответственно выходной пары пластин и примыкающей к йим по крайней мере пары согласующих пластин, разделенных криволинейными щелевыми зазорами, а между соответствующими согласующими парами диспергирующих, коллимирующих и фокусирующих электродов расположены общие пары пластин так, что электронно-оптическая ось системы проходит через центр кривизны коллимирующих и фокусирующих электродов, источник и соответственно приемник частиц образует с боковыми поверхностями диспергирующих электродов угол больще нуля, по меньше 90°. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Явор С. Я. и др., ЖТФ, 41, 1839, 1971. 2.Денисов Е. П. и др., ЖТФ, 41, 450, 1971. 3.Кельман В. М. и др., ПТЭ, 1973, № 3, с. 38.