Коллектор фарадея для измерения угловых распределений заряженных частиц

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3228ll

Союз Советских

Социалистических

Республин

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Л!. Кл. Н Olj 39/02

Заявлено 15.Ъ 1.1970 (№ 1452230/26-25) с присоединением заявки ¹

Комитет по делане изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано ЗО.Х1.1971. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 14.II.1972

УДК 621.384.6(088.8) Авторы изобретения

Ю. П. Машинский и О. Д. Протопопов

Заявитель

КОЛЛЕКТОР ФАРАДЕЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ

РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ цилиндров Фарадея задавать довольно

Изобретение относится к конструкции коллектора Фарадея для измерения угловых распределений заряженных частиц, например электронов.

Известно применение коллектора Фарадея в дифрактометре низкоэнергетических электронов, служащего для исследования поверхности твердых тел.

Информация о структурных параметрах поверхности получается из угловых распределений дифракционных пучков и их интенсивностей, в частности из профилей интенсивностей отдельных пучков рефлексов.

Распределение рефлексов можно легко наблюдать визуально, так называемый метод послеускорения. Об относительных интенсивностях судят с помощью микрофотометрического устройства через смотровое окно.

Угловые распределения и интенсивности можно измерять также с помощыО цилиндра

Фарадея, как это делается, например, в классическом приборе Дэвиссона и Джермера. Однако все эти спососы количественных измерений распределения интенсивностей имеют ряд недостатков.

В случае, íàпример, микрофотометрнрования трудно добиться xopOIIIPIII точности и неооходимого разрешения.

В случае применения последним необходимо сложные траектории перемещения, что весьма сложно осуществить технически.

Предлагаемая конструкция коллектора Фарадея позволяет измерять угловые профили интенсивности дифрагированных электронов по заданным направлениям, при этом компактна (всего один простейший манипулятор, передающий в вакуумный объем только вращение) .

10 На чертеже изображено описываемое устройство.

Конструкция собственно системы прибора одна из обычных с двух- или трехсеточной полусферической сепарнрующей системой и

15 полусферическим флуоресцирующим экраном (металлическим). Зкран 1 имеет радиальную прорезь 2. Сзади этого экрана находится еще один экран 8, имеющий возможность вращаться вокруг оси симметрии (вокруг пушки

20 электронов 4) с помощью сильфонного манипулятора 5 на подшипнике 6 и несущий на своей вогнутой поверхности электрически изолнрованньш от него изоляторами 7 коллектор

Фарадея 8 в виде раскручивающейся спира25 ли, имеющей в разрезе V-образную форму с углом раскрытия 20 — 40 . Коллектор 8, экран, 3 (с вогнутой стороны) н экран 1 (c выпуклой) для уменьшения вторичной эмиссии имеют специальное покрытие. Поворачивая экран

30 8 с помощью манипулятора 5, можно нроек

322811 тировать последовательно все участки коллектора на прорезь в экране 1 и измерять интенсивность дифрагированных электронных лучей по направлению прорези в аноде. Для снятия профиля интенсивности по любому другому направлению с помощью манипулятора образца — мишени 9 последний может быть повернут вокруг своей оси на необходимый угол.

Ширина прорези 2 и угол раскрытия стенок коллектора 8 определяются, в частности, необходимым угловым разрешением и предельной чувствительностью измерительной апп ар атуры.

Наилучшие результаты получаются в том случае, когда биссектриса угла раскрытия коллектора не совпадает с линией, соединяющей центр кривизны системы, т. е. лежащей на поверхности мишени и основания «дна» коллектора, на угол 10 — 20 .

Полусферической экран 8 вращается в специальном роликовом подшипнике б на цилиндрическом продолжении экрана 1 через керамический «поводок» 10, внутри которого проходит проводник, соединяющий коллектор с вводом в вакуумную систему с помощью манипулятора, который, в свою очередь, вращает реверсивный двигатель синхронно с движением ленты электронного пишущего потенциометра. После соответствующего усиления сигнал профиля интенсивности подается на вход самописца.

К недостаткам конструкции следует отнести известную «неправильность» отверстия, сквозь которое проходят электроны на коллектор (отверстие, естественно, не круглое), а также некоторые потери тока дифрагированных электронов на сетках 11, Однако первый недостаток можно почти полностью устранить, взяв известный «запас» по угловому р аз решению.

Таким образом, описываемая конструкция коллектора значительно расширяет рабочий диапазон измерений прибора и позволяет: измерять угловые интенсивности профилей дифракционных пучков в пределах заданного угла и при любых направлениях, используя

l0 простейшую автоматику с записью на диаграммную ленту, что значительно сокращает время эксперимента; визуально наблюдать дифракционные,картины, поскольку измерительная прорезь в аноде — экране 1 практиче15 ски не мешает наблюдению и возможен визуальный выбор наиболее интересных направлений для снятия угловых профилей интенсивности, что также существенно сокращает время эксперимента; снимать высокое уско20 ряющее напряжение с люминесцирующего экрана при измерениях угловых интенсивностей дифракции, что намного уменьшает возможность загрязнения мишени продуктами, которые могут «выбиваться» из люминофор25 ного покрытия в режиме послеускорения, «оторый требуется в случае измерения интенсивностей фотометрами; измерять угловые зависимости коэффициентов вторичной эмиссии мишени.

Предмет изобретения

Коллектор Фарадея для измерения угловых распределений заряженных частиц, отлича о35 и ийся тем, что, с целью повышения эффективности измерения, он выполнен в виде раскручивающейся спирали, имеющей в разрезе

V-образную форму.

322811

Составитель Е. Громов

Техред 3. Тараненко

Редактор Т, Загребельная

Корректор Е. Михеева

Тип огр а фия, п р. Сапунова, 2

Заказ 122/18 Изд. № 1765 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5