CS214982B1 - Scintilační detektor - Google Patents

Abstract

Vynález se týká scintilačního detektoru zpětně odražených, sekundárních a Augerových elektronů, zejména v rastrovacím elektronovém mikroskopu. Scintilační detektor sestává z monokrystalické desky spojené přes světlovod s fotonásobičem. Podstatou vynálezu je monokrystalická deska tvořená z ytrium hliníkového perovskitu, obsahujícího 0,1 až 10 % atomů trojmocného céru, popřípadě ytrium hliníkového granátu, obsahujícího 0,1 až 10 % atomů trojmocného céru. Scintilační detektor je určen zejména pro rastrovací elektronové mikroskopy.

Description

(54) Scintilační detektor

Vynález se týká scintilačního detektoru zpětně odražených, sekundárních a Augerových elektronů, zejména v rastrovacím elektronovém mikroskopu. Scintilační detektor sestává z monokrystalické desky spojené přes světlovod s fotonásobičem. Podstatou vynálezu je monokrystalická deska tvořená z ytrium hliníkového perovskitu, obsahujícího 0,1 až 10 % atomů trojmocného céru, popřípadě ytrium hliníkového granátu, obsahujícího 0,1 až 10 % atomů trojmocného céru. Scintilační detektor je určen zejména pro rastrovací elektronové mikroskopy.

Vynález se týká scintilačního detektoru zpětně odražených, sekundárních a Augerových elektronů zejména v rastrovacím elektronovém mikroskopu.

V rastrovacím elektronovém mikroskopu se v současné době používá řada scintilátorů, například plastické scintilátory, scintilační skla, drobné monokrystaly pentafosfátu céru, anorganické práškové katodolumlnofory jako křemičitan ytritý aktivovaný cérem, ytrium hliníkový granát aktivovaný cérem apod., které ovšem nesplňují všechny požadavky kladené na detekci signálních elektronů v rastrovacím elektronovém mikroskopu. Plastické scintilátory se vyznačují krátkou životností a nevhodností jejich použití v ultravakuu, scintilační skla mají nízkou radiační účinnost, monokrystal fluoridu vápenatého dlouhou dobu doznívání, monokrystaly pentafosfátu céru jsou dosud velmi malého rozměru a jejich zpracování se přibližuje práškové technologii, anorganické práškové katodoluminofory v současné době nejrozšířenější mají nevýhodu v nižší životnosti, neboť povrch sedimentovaného prášku musí být opatřen organickou blanou pokovenou hliníkem, která při střídání prostředí vakuum-vzduch se mechanicky poškozuje a navíc nepříznivě ovlivňuje čerpací rychlost dosažení ultravakuového prostředí mikroskopu. Ostatní známé scintilátory, zde již dále nejmenované, se pro činnost detektoru v rastrovacím elektronovém mikroskopu nehodí a nepoužívají. Nejrozšířenějším scintilátorem v rastrovacím elektronovém mikroskopu je v současné době prášek křemičitanu ytritého — luminofor P47, používá se i prášek ytrium hliníkového granátu — luminofor P46. Přesto, že oba prášky mají poměrně dobrou radiační účinnost (η_Ρ47 = 8; η_Ρ46 = 4) a uspokojivé ostatní fyzikální parametry s dobou doznívání luminiscence pod 100 ns, jejich největší nevýhodou je nutnost organické blány na povrchu prášku a s tím spojená menší mechanická odolnost a nižší životnost.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje scintilační detektor zpětně odražených, sekundárních a Augerových elektronů, jehož podstatou je monokrystalická deska vytvořená z ytrium hliníkového perovskitu, obsahující 0,1 až 10 % atomů trojmocného céru, popřípadě ytrium hliníkového granátu, obsahující 0,1 až 10 % atomů trojmocného céru, která je na vstupním čele opatřena hliníkovou vrstvou a na výstupním čele matově zabroušena.

Hlavní předností je, a vyšší účinek detektoru podle vynálezu spočívá v tom, že dosahuje prakticky maximální životnosti při komplexním zachováni všech požadovaných parametrů při současném zvýšení radiační účinnosti.

Vynález blíže objasní výkres, na kterém je v osovém fezu naznačen sestavený scintilační detektor se světlovodem a fotonásobičem.

Monokrystalická deska 3 rej výhodně ji kruhového tvaru o tloušťce 0,2 až 5 mm a o průměru 0,1 až 25 mm je na vstupním čele 2 pro signální elektrony 10 vyleštěna a opatřena hliníkovou vrstvou 1 o tloušťce 300 až 700 A. Výstupní čelo 4 je matově zabroušeno a je spojeno se světlovodem 5, který je utěsněn kroužkovým těsněním 8 s vakuovou průchodkou 7 a spojen s fotonásobičem 9 pomocí imerzní kapaliny 8. Fotony 11 emitované po dopadu signálních elektronů 10 jsou odráženy hliníkovou vrstvou 1 přeš světlovod 5 směrem k fotonásobičii 9, k němuž směřují fotony 11. Monokrystalická deska 3, tvořená ytriem hliníkového granátu nebo ytriem hliníkového perovskitu, tvoří kompaktní a homogenní materiál, který je možno dále zpracovávat broušením, leštěním do libovolného tvaru. Vstupní čelo 2 se opatří hliníkovou vrstvou 1 napařením ve vakuu. Sestavená monokrystalická deska 3 je netečná vůči jakémukoliv chemickému prostředí a je vhodná pro použití v ultravakuu. Je rovněž určena ve větších tloušťkách pro detekci vysokoenergetických elektronů bez snížení životnosti a bez světelných ztrát vznikajících samoabsorpcí. Její životnost se nesnižuje ani při dopadu elektronů o extrémně vysokých proudových hustotách. Při případné kontaminaci vlivem dopadu elektronů na jeho povrch při zhoršeném vakuu je monokrystalická deska 3 chemicky očištěna, na vstupní čelo 2 napařena nová hliníková vrstva 1 a je znovu zabudována do detektoru. Radiační účinnost η ytrium hliníkového granátu a ytrium hliníkového perovskitu je závislá na technologii přípravy, v níž hraje důležitou roli koncentrace céru a dosahuje obvykle těchto hodnot:

u ytria hliníkového granátu — η_ΥΑ0 = 4, u ytria hliníkového perovskitu — η_ΥΑΡ = 7, přičemž doby doznívání τ vyhovují televizním frekvencím — ^tyag ⁼ 70 ns — τ_ΥΑΡ = 30 ns

Matované výstupní čelo 4 monokrystallcké desky 3 položené bez optického pojidla na světlovod 5 zlepšuje přestup světla do světlo vodu 5, snižuje světelné ztráty a je výhodné zvláště při použití do ultravakua.

Vzhledem k rozdílné vlnové délce u ytrium hliníkového granátu a ytrium hliníkového perovskitu — 2 yag = 550 nm; λ y_ap = 370 nm, je nutné přizpůsobit citlivost fotonásohlče 9 podle jeho spektrálního maxima.

Scintilační detektor podle vynálezu je určen zejména pro detekci elektronů v rastrovacím elektronovém mikroskopu a v těch zařízeních, v nichž se zachycují informace zprostředkované elektronovým zařízením.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Scintilační detektor zpětně odražených, sekundárních a Augerových elektronů, zejména v rastrovacím elektronovém mikroskopu, tvořený scintilátorem napojeným přes světlovod na fotonásobič, přičemž tento scintilátor sestává z monokrystalické desky na vstupním čele opatřené hliníkovou vrstvou a na výVYNÁLEZU stupním čele matově zabroušené, vyznačený tím, že monokrystalická deska (3) je vytvořena z ytrium hliníkového perovskitu obsahující 0,1 až 10 % atomů trojmocného céru, popřípadě ytrium hliníkového granátu obsahující 0,1 až 10 % atomů trojmocného céru.