DE2241612C3 - Analysator zur Bestimmung der Energieverteilung geladener Teilchen - Google Patents

Description

Die Verwendung zweier sphärischer Bremsgitter zur Elektronenspektroskopie ist zwar schon in der Zeitschrift »Applied Physics Letters«, Mai 1970, S. 348 bis 351 beschrieben. Dabei werden die das Bremsgitter durchsetzenden Elektronen sehr kleiner Energie durch eine Zylinderlinse auf einen Detektor gesammelt, der seinerseits auf einem hohen posiuven Potential liegt. Damit werden in dem hinter den Bremsgittern liegenden Raum starke elektrische Streufelder erzeugt.

In der Zeitschrift »Applied Physics Letters«, Oktober 1969, S. 254 bis 255 ist ferner ein Einfachmonochromator mit koaxialen zylindrischem Elektroden beschrieben. Bei dem erfindungsgemäßen Analysator wird dagegen jedoch auf sehr einfache Weise eine geometrische und elektrische Symmetrie zweier Monochromatorstufen erreicht.

Ein erfindungsgemäßer Analysator läßt sich überall dort einsetzen, wo die Energieverteilung geladener Teilchen bestimmt werden soll. Nachstehend soll jedoch die Erfindung im Hinblick auf ihren Einsatz im Bereich der Elektronenspektroskopie für chemische Analysen (ESCA) beschrieben werden.
. Bei ESCA-Analysen wird die zu untersuchende Probe in der Regel mit monochromatischen weichen Röntgenstrahlen bestrahlt, z. B. mit K»-Strahlen des Aluminiums, die eine Energie von etwa 1486 eV haben. Zum Auslösen von Elektronen können jedoch auch hochenergetische Photonen oder eine Elektronenkanone verwendet werden. Wird die Energieverteilung der aus der Probe ausgelösten Elektronen mit genügend höher Auflösung bestimmt, so kann hieraus auch auf die chemische Umgebung eines ausgewählten Atoms geschlossen werden. Daher das Interesse für einen Analysator mit verbesserter Auflösung und verbesserter Empfindlichkeit.

Die Auflösung eines Analysators, d. h. AE₁ ¹E ist eine durch die Geometrie der Anordnung bestimmte Konstante. Vermindert man die Energie E der in den Monochromator eintretenden Elektronen, so läßt sich ein kleineres Δ£ bestimmen. Hat der Analysator ζ. B. eine gegebene Auflösung von 0,3%, so heißt dies, daß bei Elektronen mit einer Anfangsenergie von 1000 eV noch Energieunterschiede von 3 eV aufgelöst werden können. Setzt man die Energie der in den Monochromator eintretenden Elektronen von 1000 eV auf 100 eV herab, wie dies mit der erfindungsgemäßen Btemsgitteranordnung möglich ist, so kann statt eines Energieunterschieds von 3 eV ein solcher von 0,3 eV aufgelöst werden. Bei einer Auflösung so kleiner Energieunterschiede können ESCA-Analysen gut durchgeführt werden. Es kommt dabei jedoch sehr darauf an, daß das zur Verzögerung der Elektronen verwendete Bremsfeld eine hohe Gleichförmigkeit aufweist und daß die Feldlinien radial von der Elektronenquelle weg laufen.

Ein optimales Arbeiten des Analysators setzt in der Regel eine punktförmige Elektronenquelle voraus, da die Abbildung einer solchen Elektronenquelle kein Problem darstellt. Diese idealen Arbeitsbedingungen werden jedoch in der Praxis nicht angetroffen. Dies gilt insbesondere für den Fall, wenn Röntgenstrahlen zum Auslösen der Elektronen verwendet werden, da diese nur mit größten Schwierigkeilen auf ein sehr kleines Gebiet begrenzt werden können, das als Punktquelle betrachtet werden könnte. In diesem Falle ist die Abbildung der Elektronenquelle mit Schwierigkeiten verbunden, und die Auflösung des Analysators nimmt ab. Bei dem erfindungsgemäßen Analysator, der die konzentrische Bremsgitteranordnung und zwei symmetrische Monochromalorstufen aufweist, wird dagegen auch bei Verwendung verhältnismäßig großer Elektronenquellen eine hohe Auflösung erreicht. Man kann einen großen Bereich der Probe bestrahlen, ohne daß die Analyse verschlechtert wird; denn nur die innerhalb eines fest vorgegebenen Bereichs von der Röntgenstrahlung ausgelösten Elektronen können durch beide Stufen des Monochromator hindurchlaufen. Die Bremsgitteranordnung erhöht die Größe der virtuellen Elektronenquelle, indem die Elektronen, die nicht von der idealen Punktquelle herkommen, abgelenkt werden. Die beim Durchlaufen durch die Bremsgitteranordnung abgelenkten Elektronen laufen nicht auf solchen Bahnen, auf denen beide Stufen des Monochromator durchquert werden können.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Analysators;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die die Monochromatorstufen trennende Scheibe mit einer Durchgangsöffnung;

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine zweite Scheibe, in der ein Ausgangsspalt ausgebildet ist;

Fig. 4 eine Ansicht einer Feldabschlußplatte;

Fig. 5 eine seitliche Ansicht eines Stempels zum Herstellen eines Bremsgitters; und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Analysators sowie eine zu dessen Betrieb verwendbare Schaltung.

Ein Analysator zur Bestimmung der Energieverteilung geladener Teilchen weist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, einen inneren Zylinder 11 und einen äußeren Zylinder 12 auf, die in konzentrischer Ausrichtung zueinander durch Keramikscheiben 13 und eine mittlere Keramikscheibe 14 gehalten werden. Die die Elektroden des Analysators darstellenden Zylinder 11 und 12 sind aus nicht magnetischem Material, beispielsweise aus Kupfer gefertigt, wie auch die anderen metallischen Teile, wenn nichts anderes gesagt ist. Die ganze Konstruktion ist im wesentlichen in ein Abschirmteil 15 für Magnetfelder, das aus Mu-Metall bestehen kann, eingeschlossen.

Der innere Zylinder 11 ist mit einer Serie ringförmiger Öffnungen 16, 17, 18 und 19 an der Peripherie dieses Zylinders versehen. Kleine Bereiche 20 der ursprünglichen Zylinderwand wurden beibehalten, um die Sektionen des Zylinders 7wischen den Öffnungen 16, 17, 18 und 19 zu tragen.

Die Öffnungen 16, 17, 18 und 19 sind vorzugsweise mit einem feinmaschigen metallischen Netz bedeckt, das etwa 100 Linien pro 2,5 cm, und eine Transparenz von etwa 80% aufweist. Durch dieses Netz kann die Mehrheit der Elektronen oder der anderen geladenen Partikeln, die analysiert werden sollen, hindurchtreten, während Streufelder, die sonst durch die Diskontinuität der Wände, d. h. durch die Öffnungen 16 bis 19 hervorgerufen würden, im wesentlichen ausgeschaltet sind.

Das eine Ende des inneren Zylinders 11 ist teilweise durch Drahtnetz 21 und 22 abgeschlossen, die im einzelnen weiter unten noch beschrieben werden. Diese Drahtnetze sind Segmente von Kugeloberflächen, die ein gemeinsames Symmetrie-Zentrum !iahen. Im Symmetrie-Zentrum ist eine Probe 23 angebracht, die analysiert werden soli. Der analysierte Teil der Probe liegt im Symmetrie-Zentrum der Drahtnetze 21 und 22

und zugleich auf der gemeinsamen Achse der Zylinder 11 und 12 angebracht. Eine Quelle 24 zur Bestrahlung der Probe 23, etwa eine Röntgen-Quelle, ist derart angeordnet, daß die Röntgen-Strahlen so nah wie möglich beim Mittelpunkt der Drahtnetze auf die Probe treffen. Die Bestrahlung führt zum Auslösen von Elektronen aus den Oberflächenschichten der Probe; deren Energien hängen von der Zusammensetzung des Materials und von der chemischen Umgebung, mit denen die Elemente in Verbindung stehen, ab. Einige der emittierten Elektronen laufen auf einem gekrümmten Weg (durch gestrichelte Linien 25 dargestellt) durch den Analysator.

In Fig. 5 ist eine Form 26 dargestellt, mit der den Drahtnetzen 21 und 22 die gewünschte Gestalt gegeben werden kann. Die Drahtnetze 21 und 22 werden aus dünnem Netzmaterial hergestellt, wie es auch zum Abdecken der Öffnungen 16, 17, 18 und 19 benutzt wird. Das dünne Netzmaterial z. B. aus Edelstahl wird über der etwa aus Teflon-Material gefertigten Form 26 ao in die gewünschte Gestalt gebracht. Die Form 26 weist einen Krümmungsradius auf, der dem entsprechenden gewünschten Radius des einzelnen Drahtnetzes entspricht. Der Krümmungsradius des Drahtnetzes 21 wird natürlich größer sein als der des Drahtnetzes 22. Als typische Abmessungen hat das Drahtnetz 21 einen Radius von etwa 2,5 cm, während das Drahtnetz 22 einen Radius von etwa 2,25 cm aufweist. Dies sind geeignete Abmessungen für einen Zylinder-Analysatoi, bei dem die innere Elektrode einen Durchmesser von etwa 5 cm, und der äußere Zylinder einen inneren Durchmesser von etwa 11 cm aufweist. Bei einem solchen Analysator ist die Gesamtlänge etwa 2⁷,5 cm.

Zum Formen der Drahtnetze 21 und 22 ist an der Form 26 eine Einkerbung 27 vorgesehen, um einen Kragentei! an den Drahtnetzen zu erhalten. Geeignete Gegenformen sind zum Andrücken des Netzmaterials an die Form 26 und an die Einkerbung 27 vorgesehen, um die endgültige Gestalt der Drahtnetze zu +° erhalten.

F"ig. 1 ist zu entnehmen, daß das Drahtnetz 22 etwa durch Schweißen an einer Metallplatte 43 befestigt ist, ;vobei die Metallplatte 43 mit dem äußeren Abschirmteil 15 in elektrischem Kontakt steht. Das Abschirmteil 15 ist durch die Keramikscheibe 13 von dem eigentlichen Analysator elektrisch isoliert. Dis innere Drahtnetz 21 steht in elektrischem Kontakt mit einem Flansch 28 und ist mit diesem mechanisch verbunden; der Flansch 28 ragt in das Innere des Zylinders 11. Drahtnetz 21 und Drahtnetz 22 sind gegeneinander durch die Keramikscheibe 13 elektrisch isoliert.

Die Keramikscheiben 13 und 14 sind vorgesehen, um die Zylinder 11 und 12 gegeneinander in einer fest vorgegebenen gegenseitigen Lage zu halten, und um spezielle Feldbegrenzungsmittel bereitzustellen, die eine Feldausfransung verhindern. An Stelle der Keramikscheiben 13 und 14 können auch Scheiben aus einem anderen elektrisch isolierenden Material Verwendung finden. Tonerde oder Quarz sind für die Scheiben jedoch besonders geeignet. Die Keramikscheiben sind auf der inneren Oberfläche mit einer leitenden Schicht 29 versehen, die einen hohen Widerstand von etwa 30 Megohm aufweist. Diese Schicht mit hohem Widerstand trägt dazu bei, die Feldaus- ⁶ö fransung zu reduzieren, die das Durchlaufen der Elektronen durch den Analysator ungünstig beeinflussen.

Um die Feldausfransung im Analysator weiter zu reduzieren, sind die Keramikscheiben 13 und 14 derart konstruiert, daß die zur Innenseite des Analysators liegenden Oberflächen eine Anzahl konzentrischer, relativ hochleitender rir gförmiger Leiterbahnen tragen. wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist. In Fig. 4 ist eine Keramikscheibe 13 in Vorderansicht dargestellt, die mit einer Serie konzentrischer ringförmiger Leiterbahnen versehen ist, die mit 30 bis 34 bezeichnet sind. Diese liegen konzentrisch zueinander und zur Achse der Keramikplatte 13. Die Leiterbahnen 30 bis 34 werden vorzugsweise durch Metallisieren der Oberfläche der Keramikscheiben 13 oder 14 und dann durch photolithographische Maskierung hergestel't, wobei das zwischen den Leiterbahnen liegende Metall abgeätzt wird.

Die Leiterbahnen haben vorzugsweise eine Breite von 0,012 cm und eine Dicke von wenigen μ. Zu geeigneten Metallen gehören Gold-Chrom-Legierungen, die durch Sputtern im Vakuum auf die Oberfläche der Keramikscheiben aufgebracht werden. Die ringförmigen Leiterbahnen dienen dazu,Quipotentialgebiete auf den Keramiks;cheiben zu erhalten; dadurch werden die Effekte minimalisiert, die durch Gebiete ungleichen Widerstands des Films 29, d. h. durch Inhomogenitäten des letzteren hervorgerufen werden.

In Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Analysators kann die Kerarnikscheibe 13 an dem Ende, bei dem die Probe angeordnet wird, in Form eines abgestumpften Konuses ausgebildet sein, was unter Umständen vorteilhafter als die hier gezeigte flache Scheibenform sein kann. Das vordere Ende des Zylinders 12 ist dann gegenüber der Probe nach hinten versetzt, so daß die Röntgen-Quelle 24 leichter und einfacher bei der Probe aufgestellt werden kann. Dies ist im einzelnen in der USA.-Patentschrift 34 35 128 beschrieben.

Im Hinblick auf Fig. 1 wird noch bemerkt, daß die mittlere Keramikscheibe 14 auf beiden Seilen analog ausgebildet ist wie die in Fig. 4 dargestellte Keramikscheibe 13. Es wird weiterhin bemerkt, daß die leitende Schicht 29 in elektrischen Kontakt mit den Zylindern 11 und 12 an deren inneren und äußeren Teilen steht. Dies kann leicht dadurch erreicht werden, daß die Enden der Keramikscheiben 13 und 14 innen und außen metallisiert werden.

An einem Punkt, der zwischen den Enden des inneren Zylinders 11 liegt, ist eine eine Zwischenblende darstellende Scheibe 35 vorgesehen. Diese ist mit dem Zylinder 11 über einen Rahmen 36 fest verbunden. Die Scheibe 35 ist in Vorderansicht in Fig. 2 gezeigt und besteht aus einer dünnen Metallscheibe (vorzugsweise aas Molybdän) mit einer Dicke von etwa 0,075 mm; sie hat in der Mitte eine öffnung 37 von etwa 0,9 mm Durchmesser. Diese enge öffnung 37 wirkt ah ein Filter, so daß für die zweite Stufe des Monochromator eine fast punktförmige Elektronenquelle geschaffen wird.

Auf dem der Probe 23 gegenüberliegenden Ende des Analysators befindet sich ein zweiter Spaltsatz, dei von einem geeigneten Rahmen 38 getragen ist. Die Ausgangsspalten 39 und 40 haben Formen, die ir Fig. 3 bzw. 2 gezeigit sind. Der scheibenförmige Ausgangsspalt 40 ist im wesentlichen identisch mit den in Fig. 2 gezeigten, sowohl in der Dicke als auch ii den Dimensionen, während der scheibenförmige Aus gangsspalt 39 aus einer dünnen Molybden-Scheibe νοτ etwa 0,0^5 mm Dicke besteht und eine Anzahl ring förmig angeordneter Ring-Segmentöffnungen 41 (vgl

Fig. 3) besitzt, die konzentrisch zur zentralen Achse der Scheibe, aber in Abstand von derselben angeordnet sind. Die Funktion eines solchen Ausgangsspalts mit Ringsegmentöffnungen die außerhalb der Achse liegt, ist in der USA.-Patentschrift 37 39 170 beschrieben.

Als ein letzter Abschluß des Analysator ist ein rohrförmiges Teil 42 vorgesehen, das in der Erfindung zugleich die erste Dynode eines Photomultipliers darstellt.

Es sei noch auf folgendes hingewiesen: die die öffnung 37 aufweisende Scheibe 35 definiert für die zweite Stufe des Monochromators nicht nur eine fast punktfähige Elektronenquelle, sondern zugleich eine Elektronenquelle mit einer genau bekannten Entfernung vom Detektor, d. h. dem Teil 42. Auf diese Weise ist die Energie der Elektronen, die durch die zweite Stufe hindurchtreten, durch das Potential zwischen dem inneren und äußeren Zylinder 11 und 12 genau festgelegt.

In Fig. 6 ist wiederum der Analysator wie in Fig. 1 dargestellt, wobei nur die Hauptteile schematisch dargestellt sind. Ferner ist eine Schaltung zum Betrieb des Analysator gezeigt. Das äußere Abschirmteil 15 aus Mu-Metall ist über eine Leitung 44 einerseits geerdet und andererseits mit einer programmierbaren Spannungsquelle verbunden. Der äußere Zylinder 12 ist über eine Leitung 45 mit einer ersten ungeerdeten Spannungsversorgung 47 verbunden, während der innere Zylinder 11 über eine Leitung 46 mit dem Ausgang einer zweiten ungeerdeten Spannungsversorgung 48 in Verbindung steht. Es sei bemerkt, daß das Drahtnetz 21 auf dem gleichen Potential liegt wie der innere Zylinder 11, während das Drahtnetz 22 das gleiche Potential hat wie das Abschirmteil 15, das geerdet ist. Da die Spannungsversorgungen 47 und 48 mit den Zylindern 11 und 12, wie dargestellt, verbunden sind, hat das Potential am Zylinder 12 einen Wert, der gleich der Summe der durch die Spannungsquellen 47. 48 und 50 erzeugten Spannungen ist, während das Potential am Zylinder 12 ausschließlich durch das Potential am Ausgang der Spannungsversorgungen 48 und 50 gegeben ist.

Ein digitaler Sägezahn-Generator 49 liefert die Steuersignale sowohl an die programmierbare Spannungsquelle 50 als auch an ein" Impuls-Zähl-Elektronik und eine digitale Logikeinheit. Er liefert weiterhin ein Signal an einen X-Y-Schreiber, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt ist. Als Detektor für die geladenen Teilchen (Elektronen), die durch den Analysator hindurchlaufen, ist ein Elektronen-Multiplier vorgesehen, der über ein entsprechendes Netzgerät betrieben wird. Der Ausgang des Multipliers ist an die Impuls-Zählerelektronik und an die digitale Logikeinheit angeschlossen. Ein Digital-Analog-Umsetzer wird zum Umsetzen des digitalen Messignals verwendet, das dann an den X-Y-Recorder gelangt, und zwar an die Eingangsklemme für die Y-Achse.

Nun wird die Arbeitsweise der Anlage nach Fig. 6 beschrieben. Die Probe 23 wird mit geeigneten Mitteln bestrahlt, so daß Elektronen emittiert werden. Diese Elektronen durchqueren dann die Drahtnetze 22 und 21, die entsprechend geerdet sind bzw. auf einen geeignet gewählten negativen Potential liegen. Ein variables Bremspotential wird an das Drahtnetz 21 angelegt, um die Elektronen, die zwischen den beiden Drahtnetzen hindurchtreten, so abzubremsen, daß die für ESCA-Analysen benötigten kleinen Energieunterschiede meßbar sind. Die Spannung Vp, die zwischen dem inneren Zylinder 11 und dein äußeren Zylinder 12 angelegt ist, wobei 12 im Hinblick auf 11 negativ ist, ist die Spannung, die die Energie Ep der den Analysator durchquerenden Elektronen bestimmt: Ep = kV_p.

Hierbei bedeutet k eine Konstante und hängt vom

Durchmesser des inneren und äußeren Zylinders des Analysator ab. Diese Konstante ist für eine bestimmte Analysatorgeometrie festgelegt. Um den Bere^:ch der Energien der Elektronen, die aus der Probe emittiert werden, abzufahren, ändert man das Potential des inneren Zylinders 11 und damit auch des Drahtnetzes 21, um die Elektronen genügend zu verlangsamen. Ein konstanter Potentialunterschied zwischen den zwei

»o Zylindern wird durch die ungeerdete Spannungsversorgung 47 aufrecht erhalten.

Umgekehrt kann man auch das Potential zwischen den Drahtnetzen 22 und 21 auf einem konstanten Wert halten und unter Änderung des Potentiaiunterschieds zwischen den Zylindern 11 und 12 arbeiten. Unter derartigen Bedingungen ändert sich jedoch der Abstand, ΔΕ. zweier eben noch unterscheidbarer Energien, was die Messungen unübersichtlicher macht.

Die ungeerdeten Spannungsversorgungen 47 und 48 sind so gewählt, daß durch ihr Spannungsverhältnis sichergestellt ist, daß die Energie der Elektronen, die auf die Drahtnetze 21 und 22 einfallen und durch den Analysator hindurchgehen, gleich der Energie Ve ist, nämlich der Spannung, die die programmierbare Spannungsquelle 50 liefert. Es sei bemerkt, daß die Spannungsversorgung 48 positiv bezüglich der Spannungsquelle 50 ist, so daß bei der Messung bis zur Energie Null gefahren werden kann.

Wenn die Elektronen, die aus der Probe 23 emittiert werden, durch die Bremsgitteranordnung 22-21 treten und über die Öffnung 16 in den Analysator kommen, werden sie durch das negativere Potential des äußeren Zylinders 12 abgelenkt und folgen dem Weg, der in Fig. 1 strichliniert eingezeichnet ist und die Bezeichnung 25 trägt. In dieser ersten Analysator-Stufe findet eine teilweise Auflösung der Elektronen statt, die im wesentlichen auf die Scheibe 35 fokusiert werden, die die Öffnung 37 aufweist.

Die öffnung 37 bewirkt ein weiteres Auflösen dei Elektronen und bildet eine Beinah-Punkt-Quelle mi definierter Größe und Entfernung dem die Elektronei letztlich auffangenden Teil 42. In der zweiten Analy sator-Stufe werden die Elektronen, die durch di öffnung 37 hindurchtreten, weiter aufgelöst un< analysiert, indem sie durch die öffnung 18 und zurüc durch die Öffnung 19 hindurchlaufen und schließlic mittels der beiden Ausgangsspalten 39 und 40 foki siert werden. Damit wird insgesamt ein hohl Signal-Rausch-Verhältnis eine weit größere MeI genauigkeit als bei Geräten herkömmlicher A erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609 636/:

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Analysator zur Bestimmung der Energieverteilung der von einer Quelle emittierten geladenen Teilchen, welcher koaxial angeordnete Elektroden, eine in der Mitte zwischen seinen Enden angeordnete Scheibe mit einer Durchgangsöffnung, eine Spannungsquelle zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Potentials zwischen den koaxial angeordneten Elektroden, eine bei seinem Eingang angeordnete Bremsgitteranordnung und eine mit dieser verbundene Spannungsquelle zum Erzeugen eines Verzögerungspotentials sowie einen bei seinem Ende und auf seiner Achse angeordneten Detektor für geladene Teilchen aufweist, d adurch gekennzeichnet, daß die Bremsgitteranordnung durch ein erstes (22) und ein zweites (21) einen sphärischen Abschnitt aufweisendes Drahtnetz gebildet wird, daß die beiden Drahtnetze (21,22) ein gemeinsames, bei der Quelle (23) für geladene Teilchen und auf der Achse des Analysators liegendes Symmetriezentrum aufweisen, daß die beiden Drahtnetze (21, 22) elektrisch voneinander isoliert sind, und daß das zweite (21) der Drahtnetze (21, 22) leitend mit der inneren (11) der koaxiiil angeordneten Elektroden (11, 12) verbunden ist.

2. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxial angeordneten Elektroden des Analysators jeweils durch einen Zylinder (111, 12) gebildet werden, wobei die in der Mitte des Analysators zwischen seinen Enden angeordnete Scheibe (35) im Inneren des innen liegenden Zylinders (11) angeordnet ist.

3. Analysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (11, 12) durch ringförmige, isolierende Abstandsstücke (13, 14) in Abstand voneinander gehalten werden, die an den Enden des Analysators und in dessen Mitte angeordnet sind.

4. Analysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem zwischen den Zylindern (11, 12) eingeschlossenen Raum in Verbindung stehenden Oberflächen der Abstandsteile (13. 14) mit leitendem Material hohen Widerstands beschichtet sind, welches jeweils mit jedem der Zylinder (11, 12) leitend verbunden ist.

5. Analysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Material mit hohem Widerstand ringförmige, verhältnismäßig gut leitende, konzentrisch zur Achse des Analysators angeordnete Ringe aufweist.

6. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtnetze (21, 22) etwa 0,25 cm voneinander entfernt sind.

7. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtnetze (21, 22) etwa 40 Drahtreihiin auf 1 cm und eine Durchlässigkeit von 80% aufweisen.

8. Analysator nach einem der Ansprüche ! bis 7. dadurch gekennzeichne!, daß er in einem LISCA-Systeni verwendet wird, wobei dieses eine Einrichtung zum Anbringen der Probe im Symmetriezentrum der Drahtnetze (21. 22) und eine: Röntgenstrahlenquelle, welche die Probe bestrahlt, aufweist.

Die Erfindung betrifft einen Analysator zur Bestimmung der Energieverteilung der von einer Quelle emittierten geladenen Teilchen, welcher koaxial angeordnete Elektroden, eine ir» der Mitte zwischen seinen Enden angeordnete Scheibe mit einer Durchgangsöffnung, eine Spannungsquelle zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Potentials zwischen dem koaxial angeordneten Elektroden, eine bei seinem Eingang angeordnete Bremsgitteranordnung und eine mit dieser

ίο verbundene Spannungsquelle zum Erzeugen eines Verzögerungspotentials sowie einen bei seinem Ende und auf seiner Achse angeordneten Detektor für geladene Teilchen aufweist.

Ein derartiger Analysator ist in der USA.-Patent-

schrift 35 96 091 beschrieben. Bei ihm durchqueren durch Röntgenstrahlen aus einer Probe ausgelöste Elektronen einen im Probenhalter ausgebildeten Ausgangsspalt und treten unmittelbar darauf durch einen Eingangsspalt in einen Doppelmonochromator ein.

ao Dieser weist zwei Paare koaxial angeordneter Elektroden auf. Der bekannte Analysator ist so ausgelegt, daß er nur von Elektronen einer bestimmten Geschwindigkeit in einer vorgegebenen Richtung durchquert werden kann. Die eigentliche Bestimmung der Energie-

verteilung erfolgt dadurch, daß die Elektronen auf dem Weg vom Ausgangsspalt des Probenhalters zum Eingangsspalt des Doppelmonochromators gegen ein einstellbares Potentialgefälle anlaufen. Bei den gegebenen. Abmessungen und Abständen der Spalte erzeugt die Bremsgitteranordnung jedoch beträchtliche Streufelder, wodurch auch der Feldverlauf im Monochromator gestört wird. Da für die erste und zweite Monochromatorstufe getrennte Elektrodenpaare vorgesehen sind, entstehen weitere störende Streufelder, die auch durch Vorsehen weiterer Zwischenblenden, elektrostatischer Linsen nebst zugehöriger Spannungsversorgung nur ungenügend ausgeräumt werden können; zugleich verbleiben die Auflösung des Analysators ebenfalls herabsetzende magnetische Streufelder. Da der Eintrittsspalt des bekannten Analysators sehr schmal ist, ist zudem seine Empfindlichkeit begrenzt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

zugrunde, einen Analysator der eingangs beschriebenen

Art zu schaffen, der ein besseres Auflösungsvermögen und eine bessere Empfindlichkeit aufweist, wobei ausgedehntere Quellen für die geladenen Teilchen Verwendung finden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bremsgitteranordnung durch ein erstes und ein zweites einen sphärischen Abschnitt aufweisendes Drahtnetz gebildet wird, daß die beiden Drahtnetze ein gemeinsames, bei der Quelle für geladene Teilchen und auf der Achse des Analysators liegendes Symmetriezentruni aufweisen, daß die beiden Drahtnetze elektrisch voneinander isoliert sind, und daß das zweite der Drahtnetze leitend mit der inneren der koaxial angeordneten Elektroden verbunden ist.

Damit wird erreicht, daß die Elektronen verschiedener Flugrichtung stets nur entgegen ihrer Bewe-

^fio gungsrichtung verzögert werden, und daß im Monochromator keine störenden elektrischen oder magnetischen Streufelder auftreten. Hierfür ist wichtig, daß das hintere sphärische Drahtnetz mit der inneren Elektrode des Monochromator leitend verbunden ist.

Der erfindungsgemäße Analysator laßt sich sehr einfach herstellen, erfordert zum Betrieb weniger Spannunusquellen als der bekannte und ist einfacher zu handhaben.