Электростатический энергоанализатор-дифрактометр

 

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ЭНЕРГОАНАЛИЗАТОР- ДИФ-РАКТОМЕТР. содержащий электронную пушку, сферическое зеркало , выполненное в виде двух сферических сетчатых электродов, иконцентричный электродам экран-коллектор , отличающий с я тем, , что; с целью повышения чувствительности энергоанализа, он снабжен дополнительным сферическим зеркалом, установленным осесимметрично с основным зеркалом, и двумя перпендикулярными оси симметрии диафрагмами, из которых первая по ходу.электронного пучка выполнена с кольцевым отверстием , а вторая - с круглым отверстием и размещена в плоскости фокуса дополнительного зеркала. (Л О 4 СО СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 01 J 49/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Г(21) 945739 3/18-21 (22) 18.06.82 (46) 30.12.83. Бюл. Ф 48 (72) В.В.Зашквара и Л.С.Юрчак (71) Институт ядерной физики

AH Казакской ССР (53) 621.385.833 (088.8) (56) 1. Зашквара В.В. и др.

Фокусирующие,свойства электростатического зеркала с цилиндрическим полем. ИСТФ, т. 36, 1966, 9 1, с. 132-.138.

2. Тауйог N. Т. Resotution andSensitivity Considerations of an

Auqer ЕВectron spectrometer Based on isv1sv LEED 0ptics "Reo. Sci.

Instr":, Ч. 40, 1969, М 6, р. 792-804 (прототип) .

„„SU,; 0 4350 А (54) (57) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ЭНЕРГОАНАЛИЗАТОР- ДИФРАКТОМЕТР, содержащий электронную йушку, сферическое зеркало, выполненное в виде двух сферических сетчатых электродов, и концентричный электродам экран-коллектор, отличающийся тем,, что; с целью повышения чувствительности энергоанализа, он снабжен дополнительным сферическим зеркалом, установленным осесимметрично с основным зеркалом, и двумя перпендикулярными оси симметрии диафрагмами,,.из которых первая по ходу. электронного. пучка выполнена с кольцевым отверстием а вторая — с круглым отt

Q верстием и. размещена в плоскости фокуса дополнительного зеркала.

1064350

Изобретение относится к электрон- верстием и Размещена в плоскости ной спектроскопии поверхности твер- Фокуса дополнительного зеркала, дого тела и может и может быть использовано На чертеже показана схема предлапри построении спектрометра для наб- гаемого устройства. людения дифракци ме е ф кций медленных элект5

На общей оси установлено ооновное ронов (дМЭ) и высокочувствительного сферическое зеркало, состоящее из энергоанализа вторичных электронов. двух сферических сетчатых электроИзвестны электростатические энер- дов 1 и 2, за которыми установлен: гоаналиэаторы, например,цилиндричес- экРан-коллектор 3. Электронная пушное зеркало, секторн екторный сферический ка располагается по оси устройства

10 анализатор, в которых в которых регистрация (центральная пушка 4) или занимает электронов .осуществл .осуществляется в узкой боковое положение (боковая пушка 5) . энергетическо поЛосе. и оЛосе Такие энерго- Перпендикулярно оси размещается обра анализаторы содержат электронную пуш- эец б на заданном расстоянии от, ку и соответствующую тв ющую систему электро- электродов 1 и 2. Осесимметрично с дов, с помощью которых которых производится >5 основным зеркалом установлено дополразделение электронов с относительно нительное сферическое зеркало о высокой чувствительностью (1 ), электродами 7 и 8. Первая по ходу

В то же время энергоанализаторы пучка диафрагма 9. имеет кольцевое полосового типа не прИспобоблены . отверстие, а вторая диафрагма 10 для наблюдения ДМЭ и для выполнения 2О круглое отверстие и размещена в плоскости фокуса дополнительного зеркала. За второй диафрагмой 10

Наиболее близким к предлагаемому может быть установлен электронный по технической сущности является умножи тель 1 1 . электростатический энергоаналиэатор- 25 Энергоаналиэатор-дифрактометр дифрактометр, содержащий электронную работает в двух режимах. е зеркало выполнен- Регистрация картины ДМЭ осуществное в виде двух с ериче ферических сетчатых . ляется аналогично прототипу. В этом электродов, и конц н ентричный электро- случаЕ дополнительное зеркало отклюдам экран-коллектор (). ор (2) чается, образец 6 помещен в геометрическом центре основного зеркала.

Центральная электронная пушка 4

Известное УстРойство обеспечивает или боковая пушка 5 nocb aeT на как энергоанализ электронов в случае поверхность образца сколлимированприложения к электродам задерживаю- ный пучок пеовичных электронов с щей разности потенциалов, так и наб- З5 энергией 10-300 эВ. Вторичные электлюдение ДМЭ. на Флуоресцирующем слое роны пролетают дрейфовое пространстэкрана-коллектора, однако оно имеет во между образцом. 6 и электродом 1, низкую чувствительность. Это связанр тормозятся полем между электродами 1 с тем, что в режиме задерживающего и 2, которое пропускает на экран-колпотенциала все электроны с энергией 40 лектор 3 электроны с энергией, близ >. ваде потенциального барьера достига- кой к энергии первичных электронов. ют коллектора. При этом создаваемый Эти электроны, ускоренные между ими дробовой шум велик и значительно электродом 2 и экран-коллектором 3, ограничивает чувствительность энеРго- вызывают свечение флуоресцирующего анализа. кроме того, устройство не 45 слоя и формируют картину диЭ на экпозволяет использовать для РегистРа- ране-коллекторе 3. В условиях энерции электронный умножитель, посколь гоанализа вторичных электронов оску регистрируемый поток электронов новное зеркало работает не как распределен по всей площади экрана- энергоанализатор с задерживающим колле кт ор а. 5g полем, а как электростатическое зерЦель изобретения — повьааение чув- кало, отражающее и коллимнрующее ствительности энергоаналиэа. пучок с энергией в узкой полосе.

Укаэанная цель достигается тем> Параллельный оси симметрии отраженчто электростатический энергоанализа- иый пучок проходит через первую тор-дифрактометр, содержащий элект кольцевую апертурную диафрагму 9, ронную пушку, сферическое зеркало> отражается от дополнительного зеркавыполненное>:в виде двух сферических ла, фокусируется на центральное сетчатых электродов, и концеитрич отверстие второй диафрагмы 10 и поный электродам экран-коллектор> снаб падает в электронный умножитель 11. жен дополнительным сферическим зерка- B этом режиме работы необходимо облом, установленным осесимме трично - 6О разец б приблизить к электродам с основным зеркалом, и двумя перпен- основного зеркала, а источником пердикулярными оси симметрии диафрагма- вичных электронов является электрон- ми, из которых первая по ходу элект- ная пушка 4. Вторичные электроны, ройного пучка выполнена с кольцевым эмиттируются областью поверхности отверстием, а вторая - с круглым <> 65 образца, локализованной у оси оим-.

1064350

Составитель В. Гавркщин

Редактор lO.Êoâà÷ Техред Х.-Кузьма Корректор И.Муска

Заказ 10540/53 Тираж 703 Подпн сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаушсКая наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 метрии, в полупространство 2Х от поверхности образца. В оптику основного зеркала попадает значительная часть этого потока электронов. Однако, поскольку коллимирование пучка в пространстве между зеркалами осуществляется при строго определенных соотношениях между кинетической

:энергией электронов, отклоняющими потенциалами зеркал, радиусами лектродов 1 и 7, углами входа осеой траектории в зеркала, то при заданной ширине кольцевой щели первой диафрагмы 9 через энергоанализа.тор пройдет пучок, ограниченный на входе. двумя коническими поверхностями о +дК=союз, с. энергией электронов в узкой энергетичеекой полосе, чтО обеспечивает выигрьы в чувствительности по Ьравнению с режимом порогового фильтрования электронного пучка задерживающим полем в случае прототипа.

В режиме энергоанализа величина смещения образца вдоль оси симмет- . рии по направлению к электродам основного зеркала зависит от выбора угла d, и изменяется в интервале

0,75 - 0,90 радиуса электрода 1.

Относительная дисперсия близка к единице, а коэффициенты квадратичной и кубической аберраций (угловая аберрация иэображения в направлении оси симметрии) соответственно составляют О,Б и 0,6.

Расчет электронно-оптических характеристик предлагаемого энергоаналиэатора показывает., что он не уступает цилиндрическому зеркалу, работакщему в режиме минимальной ширины изображения, а npabaL>5,5 по параметру разрешающей способности пре15 восходит его. При этом известно, что цилиндрическое зеркало, как энергоаналиэатор, по чувствительности превосходит стандартную сферическую систему на два порядка.

Я Таким образом, добавление к стандартной сферической сеточной системе, широко используемой в ДМЭ, дополнительного сферического зеркала переводит систему на полосовой режим

75 энергоанализа и позволяет повысить чувствительность на два порядка.