Способ юстировки электростатического секторного энергоанализатора

Авторы патента:

H01J49/44 - спектрометры по энергии, например альфа-, бета-спектрометры

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, предназначенному для энергои масс-спектрального анализа заряженных частиц. Цель изобретения - увеличение разрешающей способности - достигается тем, что в способе, основанном на изменении напряжения на ограничивающих межзлектродное пространство в аксиальном направлении пластинах до достижения максимальной величины ионного тока, проходящего через отверстие выходной диафрагмы энергоанализатора, на ограничивающие пластины подают oj дополнительного источника дополнительные напряжения, противоположные по знаку и равные по абсолютной величине, которые изменяют в направлении увеличения ионного тока, регистрируемого за выходной диафрагмой энергоанализатора, до достижения максимального значения тока. 2 ил.ч^^

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 J 49/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ диаф жения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4754648/21 (22) 01.11.89 (46) 23.02.92. Бюл. М 7 (71) Институт аналитического приборостроения Научно-технического объединения АН

СССР (72) В,Д, Саченко и M,È.ßâoð (53) 621.384 (088.8) (56) 1. Масс-спектрометр МИ 3306. Руководство по эксплуатации 1Г3.394.031 РЭ.HTO

АН СССР, 1985, 2. Масс-спектрометр МИ 3304. Техничеckoe описание и инструкция по "õ .ñïëóàòaции. 1Г3.394.015 TO СКБ АП АН СССР, 1977, 3. Matsvda Н. Electrostatic analyser with

varlab le focal length. вЂ” Rer. $с! instr, 1961, 32, Й 7, 850-852. (54) СПОСОБ ЮСТИРОВКИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО СЕКТОРНОГО .ЭНЕРГОАНАЛИЗАТОРА

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, предназначенному для энерго- и масс-спектрального анализа заряженных частиц, и может быть использовано в высокопрецизионных статических масс- и энергоспектрометрах, содержащих секторные электростатические энергоанализаторы (цилиндрические, сферические или тороидальные конденсаторы), Целью изобретения является увеличение разрешающей способности секторного электростатического энергоанализатора.

На фиг.1 и 2 приведены схемы, поясняющие предлагаемой способ.

„,5U, > 1714720 А1 (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению, предназначенному для энерго- и масс-спектрального анализа заряженных частиц. Цель изобретениявЂ” увеличение разрешающей способностивЂ” достигается тем, что в способе, основанном на изменении напряжения на ограничивающих межэлектродное пространство в аксиальном направлении пластинах до достижения максимальной величины ионного тока, проходящего через отверстие выходной диафрагмы энергоанализатора, на ограничивающие пластины подают от дополнительного источника дополнительные напряжения, противоположные по знаку и равные по абсолютной величине, которые изменяют в направлении увеличения ионного тока, регистрируемого за выходной рагмой энергоанализатора, до дости максимального значения тока. 2 ил.

Способ осуществляется компенсацией ф влияния дефектов изготовления и сборки электродов электроанализаторов и обеспечивается тем, что в известном способе юстировки (31, основанном на изменении напряжения на ограничивающих межэлектродное пространство в аксиальном направлении пластинах до достижения максимальной величины ионного тока, проходящего через узкое отверстие выходной диафрагмы энергоанализатора на ограничивающие пластины энергоанализатора, изолированные друг от друга, подаются с дополнительного блока питания дополни1714720 тельные напряжения, противополсбкные по знаку и равные по абсолютной величине W (фиг.1), так что потенциалы U> и 02 на огра,ничивающих пластинах А и В имеют вид

01=Ч-W, Uz=V+W, где V вЂ” потенциал, регулирующий оптическую силу энергоанализатора, использующийся в известном способе (3). Юстировка электроанализатора проводится в два этапа, Первый этап совпадает со способом юстировки, описанным в (3},и заключается в изменении потенциала (при

W=O) e направлении увеличения ионного тока на коллекторе регистрирующего устройства до достижения максимального значения ионного тока. На втором этапе производится изменение абсолютной величины W дополнительных потенциалов (при постоянном значении V) в направлении дальнейшего увеличения ионного тока до достижения его максимального значения. Эффективность изобретения иллюстрируется на примере цилиндрического энергоанализатора. Влияние на. траектории частиц равных по величине и противоположных по знаку потенциалов +NI, подан-. ных с дополнительного источника питания на ограничивающие пластины А и В идеального (без дефектов изготовления) энергоанализатора (фиг.1), состоит в следующем.

При любом значении W значение потенциала на оси пучка остается неизменным, ось пучка при прохождении черездефлектор не смещается и фокусное расстояние его остается прежним. Однако две частицы, летящие по траекториям 1 и 2, расположенным по разные стороны от средней плоскости

Z=O,ïðè попадании в поле дефлектора оказываются в областях различных потенциалов, При этом одна из частиц ускоряется, а другая замедляется. Замедленная частица отклоняется дефлектором на больший угол, ускоренная вЂ” на меньший. Таким образом, подбором значения потенциала .. W можно добиться компенсации расфокусировки изображения в плоскости выходной диаф рагмы, вызванной неперпендикулярностью установки электродов энергоанализатора относительно средней:плоскости, чего не удается достичь в известных способах юстировки (11-(3).

Изобретение апробировано на макете химического малогабаритного статического масс-спектрометра, содержащего секторный тороидальный конденсатор 1 с ограничивающими пластинами 2, соединенными с дополнительным источником питания

Формула изобретения

Способ юстировки электростатического секторного энергоанализатра, основанный на изменении напряжения на ограничивающих межэлектродное пространство в аксиальном направлении пластинах до достижения максимального значения ионного тока, проходящего через узкое отверстие выходной диафрагмы энергоанализатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, на ограничивающие пластины энергоанализатора подают дополнительные напряжения, противоположные по знаку и равные по абсолютному значению, которые изменяют в направле-. нии увеличения ионного тока, регистрируемого за выходной диафрагмой энергоанализатора, до достижения максимального значения тока.

55 (фиг,2). Расстояние между тороидальными электродами конденсатора составляет b=10 мм, расстояние между ограничивающими пластинами выбрано a=50 мм. На торои5 дальные электроды подают потенциалы

V)=- 50 В,V2=45 В, соответствующие средней энергии проходящих через дефлектор . ионов 500 эВ. При изготовлении и сборке тороидальных электродов точность установ10 ки межэлектродного зазора b, измеряемую в средней плоскости и в непосредственной близости от ограничивающих пластин, задают в пределах + 0,01 мм. Такая точность соответствует возможной непараллель15 ности касательных к- образующим тороидальных электродов в точках пересечения их средней плоскостью, характеризуемой углом их взаимного наклона V в пределахвЂ” й0,023 . При испытании эффективности

20 изобретения предварительно проводят совмещение плоскости кроссовера пучка с плоскостью выходной диафрагмы путем механического перемещения источника ионов вдоль оптической оси. После этого проверя25 ют, что подача одинакового напряжения Ч: на ограничивающие пластины не приводит к увеличению разрешающей способности, составляющей 800. Далее составляющая Ч положена равной нулю и производится ва30 риация величины W потенциалов в пределах от вЂ” 200 до +200 В. Наилучшее разрешение 2000 достигнуто при значении

W = - 135 В, Таким образом, было получено существенное увеличение разрешающей

35 способности прибора.

1714720

Фиг.

Редактор СЛекарь

Заказ 700 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 а

Составитель В.Саченко

Техред М.Моргентал Корректор M.MàêñèNtèøèíåö

Способ юстировки электростатического секторного энергоанализатора

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики и может быть использовано для прецизионного измерения энергетических спектров /J -частиц радиоактивных ядер

Электростатический энергоанализатор заряженных частиц зеркального типа // 1704192

Устройство для анализа состава и распределения по энергиям потока ионов // 1661872

Изобретение относится к физике ионных пучков, а именно к масс-спектрометрии, может использоваться для проведения масс-спектрометрического анализа состава и распределения по энергиям потока ионов

Спектрометр фотонейтронов // 1598761

Изобретение относится к области физики и техники физического эксперимента и решает задйчу увеличения раз решения по знергии нейтронов при исследовании фотонейтронных реакций вблизи порога

Энергетический анализатор заряженных частиц // 1597968

Изобретение относится к устройствам для регистрации энергетических спектров заряженных частиц, в частности электронов, и может быть использовано, например, в фотоэлектронной спектроскопии при исследовании поверхности твердых тел

Электростатический энергоанализатор заряженных частиц // 1597967

Изобретение относится к спектрометрам заряженных частиц, в частности к дисперсионным электростатическим анализаторам по энергии, и может использоваться в эмиссионной электронике, в электронной спектроскопии для химического анализа, в растровой электронной микроскопии, при исследовании поверхности твердого тела методами вторичноионной масс-спектрометрии, при исследовании в области физики атомных столкновений и т.д

Электростатический энергоанализатор // 1550589

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к технике разделения и анализа по энергии пучков заряженных частиц

Электронный спектрометр // 1534550

Изобретение относится к технике электронной спектроскопии, применяемой для изучения атомов, молекул твердого тела, поверхности

Способ создания фокусирующего магнитного поля в магнитном энергоанализаторе // 1517654

Изобретение относится к спектроскопии заряженных частиц и может быть использовано при разработке электронных спектрометров для исследования электронной структуры приповерхностного слоя твердых тел и жидкостей

Энергетический анализатор с угловым разрешением для анализа рассеянных ионов // 1471233

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для исследования поверхностей путем анализа упруго рассеянных ионов по энергиям и углам разлета

Способ разделения заряженных частиц по энергиям // 2187170

Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для использования при разделении заряженных частиц по энергиям, например, на одной из стадий выделения изотопов из их естественной смеси

Устройство для разделения заряженных частиц по энергиям // 2187171

Устройство для разделения изотопов // 2238792

Способ экспресс-анализа твердотельных образцов на фотоэлектронных спектрометрах // 2295170

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно - к фотоэлектронным спектрометрам, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для контроля технологических процессов посредством экспресс-анализа поверхностных слоев промышленных изделий

Электростатический анализатор энергии заряженных частиц // 2086037

Изобретение относится к устройствам для энергетического анализа заряженных частиц и может быть использовано для физико-технического анализа поверхности твердого тела, например, в качестве узла оже-спектрометра

Способ спектрометрического анализа заряженных частиц с фокусировкой в двух ортогональных направлениях // 1725290

Устройство для измерения линейного распределения плотности потока частиц или излучения // 1795526

Электростатический анализатор энергий заряженных частиц // 1826089

Изобретение относится к устройствам для энергетического анализа заряженных частиц, в частности к электростатическим анализаторам типа цилиндрического зеркала и может быть использовано в растровой электронной и ионной спектроскопии

Создающий изображение энергетический фильтр для электрически заряженных частиц и спектроскоп с подобным энергетическим фильтром // 2529463

Изобретение относится к создающему изображение энергетическому фильтру для электрически заряженных частиц с тороидальным энергетическим анализатором (30), предпочтительно, с полусферическим анализатором, с входной плоскостью (4) и выходной плоскостью (1). Технический результат - повышение разрешения по месту и углу и обеспечение возможности использоваться с большим допустимым углом. Зеркальный элемент (2) для электрически заряженных частиц предусмотрен и расположен так, что заряженные частицы, которые покидают тороидальный энергетический анализатор через выходную плоскость, отражаются зеркальным элементом назад в тороидальный энергетический анализатор так, что заряженные частицы проходят через тороидальный энергетический анализатор еще раз в обратном направлении движения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.