DE3780766T2

DE3780766T2 - Analysator fuer geladene teilchen.

Info

Publication number: DE3780766T2
Application number: DE8787116800T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Daimon; Shozo Ino
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1987-11-13
Publication date: 1993-03-18
Anticipated expiration: 2007-11-14
Also published as: JPH0426181B2; EP0268232B1; US4849629A; DE3780766D1; EP0268232A3; JPS63126148A; EP0268232A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Analysieren der Zusammensetzung, der Struktur und des elektronischen Zustandes und dergleichen einer Probe dadurch, daß die Energie und die Richtungsverteilung der Bewegung geladener Teilchen gemessen werden, die von der Probe emittiert werden. Die Erfindung betrifft speziell eine Vorrichtung zum Analysieren der Energieverteilung geladener Teilchen, die von einer Probe emittiert werden, oder der zweidimensionalen Richtungsverteilung geladener Teilchen besonderer Energie.
Fig. 3 zeigt einen Analysator, wie er von Eastman et al. vorgeschlagen wurde. Der Analysator ist dadurch gekennzeichnet, daß er ein Tiefpaßfilter aufweist, das aus einem ellipsoidförmigen Spiegel M und einem Gitter G3 sowie einem Hochpaßfilter aus sphährischen konzentrischen Gittern G4 und G5 zusammengesetzt ist. Eine Probe S ist in einem der Brennpunkte des ellipsoidförmigen Spiegels M angeordnet. Eine schmale Öffnung A ist im anderen Brennpunkt des ellipsoidförmigen Spiegels M angeordnet. Ein zweidimensionaler Detektor D ist an der Außenseite der Gitter G4 und G5 angeordnet.
Beim oben genannten Gerät liegen im Prinzip drei Gitter G3, G4 und G5 vor. Tatsächlich sind zusätzliche Beschleunigungsgitter G5 und G6 erforderlich, um die geladenen Teilchen so zu beschleunigen, daß der zweidimensionale Detektor D arbeitet. Ein zusätzliches Gitter G7 ist erforderlich, damit die geladenen Teilchen direkt vom Gitter G6 zum Detektor D laufen. Darüber hinaus sind zwei zusätzliche sphärische konzentrische Gitter G1 und G2 um die Probe S angeordnet. Insgesamt sind acht Gitter erforderlich. Das Bild der Richtungsverteilung der geladenen Teilchen ist im Grunde verzerrt. Wenn eine Umlaufbahn b und eine andere Umlaufbahn c des geladenen Teilchens mit einem Winkel R um eine Umlaufbahn a der von der Probe S emittierten geladenen Teilchen betrachtet wird, ändert sich, wenn die Richtung der Umlaufbahnen b und c etwas verändert wird, die Richtung an der Öffnung A, wobei die Richtungsänderung der Umlaufbahn b verringert und diejenige der Umlaufbahn c vergrößert wird. Um dieser Verzerrung abzuhelfen, wird die Ebene des Detektors D im Uhrzeigersinn um eine Achse rechtwinklig zur Zeichnungsebene von Fig. 3 verdreht. Um die Verzerrung auf diese Weise zu beheben, darf der Wert des Winkels R nicht groß sein. Darüber hinaus ist das Bild der entlang eines kreisförmigen Konus mit einem vertikalen Winkel von 2 R um die Umlaufbahn a 5 emittierten geladenen Teilchen auf dem Detektor D nicht kreisförmig. Ein weiterer grundsätzlicher Fehler in Zusammenhang mit der Umlaufbahn von Elektronen, abweichend vom Fall bei Licht, ist der, daß ein ellipsoidförmiger Spiegel vorhanden ist, bei dem eine imaginäre Reflexion, die auf Grundlage der Umlaufbahnen von Elektronen angenommen wird, nicht genau mit der Ebene des ellipsoidförmigen Spiegels übereinstimmt. Diese Diskrepanz wird groß, wenn der Raumwinkel größer wird, so daß es schwierig wird, die Elektronen zu konvergieren. Daher kann kein großer Raumwinkel gemessen werden.
Darüber hinaus ist es schwierig, den ellipsoidförmigen Spiegel M herzustellen. Wenn der ellipsoidförmige Spiegel M durch einen sphärischen Spiegel ersetzt wird, können die geladenen Teilchen nicht genau am Ort der Öffnung A gesammelt werden, wenn die Entfernung zwischen der Probe S und der Öffnung A kurz im Vergleich zum Durchmesser des sphärischen Spiegels ist. Wenn jedoch Umlaufbahnen geladener Teilchen weit entfernt von der mittleren Umlaufbahn a liegen, tritt eine beträchtliche Aberration auf. Zum Verringern der Aberration muß der zu messende Raumwinkel weiter verringert werden.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte einfache Vorrichtung zum Analysieren der Energie geladener, von einer Probe emittierter Teilchen über einen weiten Raumwinkelbereich anzugeben.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte, einfache Vorrichtung zum Analysieren der Winkelverteilung der spezifischen Energie geladener, von einer Probe emittierter Teilchen über einen weiten Raumwinkelbereich dadurch anzugeben, daß ein einfaches sphärisches Gitter und eine einfache sphärische Elektrode zur Verfügung gestellt werden.
Andere Aufgaben und weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung hervor. Es ist jedoch zu beachten, daß die detaillierte Beschreibung und besondere Beispiele nur zur Illustration dienen, obwohl sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergeben, da verschiedene Änderungen und Modifizierungen innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche für den Fachmann aus der detaillierten Beschreibung erkennbar sind.
Um die o. g. Aufgaben zu lösen wird gemäß der Erfindung ein Analysator für geladene Teilchen gemäß Anspruch 1 angegeben.
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen noch besser verstanden werden, die nur zur Veranschaulichung dienen und daher für die vorliegende Erfindung nicht beschränkend sind, wobei:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Analysators für geladene Teilchen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine Zeichnung ist, die zum Erläutern der Umlaufbahnen von Elektronen innerhalb des Analysators für geladene Teilchen von Fig. 1 dient;
Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung eines herkömmlichen Analystors für geladene Teilchen zeigt.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Analysators für geladene Teilchen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Analysator für geladene Teilchen weist ein sphärisches Gitter 1, eine sphärische Elektrode 2, eine Abschirmplatte 3 und einen zweidimensionalen Detektor 4 auf. Die sphärische Elektrode 2 ist an der Außenseite des sphärischen Gitters 1 konzentrisch mit diesem angeordnet. Eine Probe S ist an der Innenseite des sphärischen Gitters 1 entfernt vom Kugelmittelpunkt des sphärischen Gitters 1 angebracht. Die Abschirmplatte 3 weist eine Öffnung asymmetrisch zum Ort der Probe S in Zusammenhang mit der Kugelmitte des Gitters 1 auf. Der zweidimensionale Detektor 4 ist hinter der Öffnung angeordnet, um geladene Teilchen zweidimensional festzustellen.
Beim oben angegebenen Analysator für geladene Teilchen wird angenommen, daß die von der Probe S emittierten geladenen Teilchen Elektronen sind. Die Spannung des sphärischen Gitters 1 wird auf denselben Wert eingestellt wie diejenige der Probe S. Die Spannung null wird innerhalb des sphärischen Gitters 1 und unter der Abschirmplatte 3 eingestellt. Die Spannung der sphärischen Elektrode 2 wird auf eine bestimmte negative Spannung in Bezug auf diejenige des sphärischen Gitters 1 eingestellt. Die von der Probe S emittierten Elektronen laufen geradlinig zum sphärischen Gitter 1, so daß sie in einen Raum F zwischen dem sphärischen Gitter 1 und der sphärischen Elektrode 2 eingeführt werden. Innerhalb des Raumes F laufen die Elektronen entlang einer elliptischen Umlaufbahn, wobei einer der Brennpunkte derselben die Mitte des sphärischen Gitters 1 ist. Abhängig von der Energie und den Emissionsrichtungen der Elektronen können einige Elektronen auf diese sphärische Elektrode 2 fallen und von dieser absorbiert werden, und einige Elektronen können innerhalb des Raumes F zurückgestoßen werden und innerhalb der Innenseite des sphärischen Gitters 1 zurückkommen. Besondere Elektronen mit einer besonderen Energie können auf einem ersten Weg von der Probe S zum sphärischen Gitter 1 und auf einem zweiten Weg von der Außenseite des sphärischen Gitters 1 zur Innenseite des Gitters 1 laufen. Der erste Weg liegt parallel zum zweiten Weg. Fig. 1 zeigt derartige besondere drei Arten an Elektronen. Eine Hauptachse jeder elliptischen Umlaufbahn eines solchen besonderen Typs wird als gerade Linie zwischen der Mitte O des Gitters 1 und dem entferntesten Punkt des elliptischen Abschnitts der elliptischen Umlaufbahn definiert. In Bezug auf die Hauptachse ist jede elliptische Umlaufbahn symmetrisch. Das besondere Elektron mit der besonderen Energie, wie es von der Probe S emittiert wird, kann die Öffnung A unter einem Winkel T durchlaufen, der derselbe ist, wie der Winkel, mit dem das besondere Elektron von der Probe S emittiert wird. Auf diese Weise wird das Bild der Probe S mit den besonderen Elektronen mit der besonderen Energie direkt in der Öffnung A abgebildet. Da der zweidimensionale Detektor 4 hinter der Öffnung A angeordnet ist, kann dieser Detektor ein Verteilungsbild gemäß der Winkelverteilung der besonderen Elektronen mit der besonderen Energie liefern. Das Verteilungsbild ist frei von wesentlichen Verzerrungen, obwohl eine gewisse Verzerrung, die vom Projizieren einer Kugel auf eine Ebene herrührt, nicht vermieden werden kann. Wenn ein sphärischer Detektor mit der Mitte in der Öffnung A angebracht wird, kann eine solche Verzerrung vermieden werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können besonders geladene Teilchen mit besonderer Energie in die Öffnung A konvergiert werden, um durch diese zu laufen. Andere geladene Teilchen, die nicht diese besondere Energie aufweisen, können von der Abschirmplatte 3 gestreut werden, um nicht dort durchzulaufen. Auf diese Weise können Teilchen mit ausgewählter Energie ausgewählt werden. Im Prinzip ist es ausreichend, daß ein einziges sphärisches Gitter 1 vorliegt. Um die geladenen Teilchen so zu beschleunigen, daß sie den zweidimensionalen Detektor 4 in Betrieb setzen, sind zwei zusätzliche Gitter 8 und 9 ausreichend, die zentrisch zur Position der Öffnung A liegen. Da die Elektrode 2 und das Gitter 1 beide sphärisch sind, ist die Struktur des Analysators sehr einfach.
Es folgt eine kurze Erklärung des Grundes, weswegen die geladenen Teilchen mit den in Fig. 1 dargestellten beispielhaften Umlaufbahnen identische Energie aufweisen. Es sei angenommen, daß um eine Kugel mit einem Radius R ein Feld, das eine anziehende Kraft ausübt, an der Außenseite der Kugel vorhanden ist, das invers zum Quadrat der Entfernung zwischen einem Punkt und der Mitte O der Kugel abnimmt. Wenn geladene Teilchen in einer Richtung parallel zur Richtung der Y-Achse in Fig. 2 emittiert werden, ausgehend von einem Punkt P auf der Kugel, laufen sie entlang verschiedener elliptischer Umlaufbahnen abhängig von ihrer Geschwindigkeit, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist. Einer der Brennpunkte all dieser elliptischen Umlaufbahnen ist die Mitte der Kugel. Eine Gruppe von Umlaufbahnen wird unter denjenigen betrachtet, für die die Hauptachse mit der Richtung der Y-Achse übereinstimmt. Unter diesen elliptischen Umlaufbahnen ist ein besonderes geladenes Teilchen vorhanden, das vom oberen Punkt der Kugel entlang der Y-Achse emittiert wird und entlang einer linearen Flugbahn bis zu einem Punkt U läuft, der durch TU = R definiert ist. Ein anderes besonderes geladenes Teilchen wird von einer Seite Q der Kugel entlang der Y-Achse emittiert und läuft auf einem Bogen entlang der Form der Kugel. Die Anfangsteilchen dieser geladenen Teilchen werden bei der Emission von der Kugel gemessen. Eine anziehende Kraft g gilt auf der Kugel. Eine potentielle Energie E am Punkt U wird auf Grundlage des Punktes T berechnet:
E = gR/2
Wenn die Masse eines geladenen Teilchens m ist, wird die Anfangsgeschwindigkeit des vom Punkt T emittierten und zum Punkt U in Fig. 2 rückgeführten geladenen Teilchen unter der Bedingung berechnet, daß die kinetische Energie der potentiellen Energie gleich ist:
Daher gilt:
Die Anfangsgeschwindigkeit v' des geladenen Teilchens, das entlang einer sphärischen Umlaufbahn um die Oberfläche der Kugel läuft, ist wie folgt gegeben:
Daher gilt: v = v'
Als allgemeiner Fall wird die Umlaufbahn J eines geladenen Teilchens in Fig. 2 betrachtet, die symmetrisch in Bezug auf eine horizontale Linie ist, die durch den Startpunkt P auf der Oberfläche der Kugel geht. Der obere Brennpunkt f der Umlaufbahn J ist von der Mitte der Kugel um 2R cos R entfernt. Der Abstand X zwischen dem höchsten Punkt der Umlaufbahn J und dem Brennpunkt wird aufgrund der Tatsache berechnet, daß die Summe der Länge von Linien, die einen Punkt auf einer Ellipse mit jedem der Brennpunkte verbinden konstant ist und den Wert 2R aufweist:
X = R (1 - cos R)
Demgemäß weist der Abstand zwischen der Mitte O der Kugel und dem höchsten Punkt der Umlaufbahn J den Wert R (1 + cos R) auf. Die Horizontalgeschwindigkeit am höchsten Punkt der Umlaufbahn wird zu u festgelegt. Demgemäß gilt nach dem Gesetz der konstanten Flächengeschwindigkeit:
Rv sin R = R (1 + cosR) u
Die potentielle Energie L am höchsten Punkt der Umlaufbahn ist die folgende:
L = gR cos R/1 + cos R
Die kinetische Energie K am höchsten Punkt der Umlaufbahn ist die folgende:
Die potentielle Energie L entspricht der Differenz der kinetischen Energie K gegenüber der kinetischen Energie am Startpunkt auf der Oberfläche der Kugel.
Durch Streichen erhält man den Term mit e, v =
Dadurch wird sichergestellt, daß die geladenen Teilchen in Umlaufbahnen, deren Hauptachse parallel zur Y-Achse liegt, dieselbe Anfangsgeschwindigkeit aufweisen. Anders gesagt, haben Teilchen dieselbe Anfangsgeschwindigkeit, insoweit die Richtungen der elliptischen Umlaufbahnen an zwei Überkreuzungsstellen zwischen den elliptischen Umlaufbahnen und der Kugel parallel liegen. Alle in Fig. 1 dargestellten Umlaufbahnen gehören zu dieser Gruppe, so daß alle Teilchen dieselbe Anfangsgeschwindigkeit aufweisen. Da die anziehende Kraft g durch die Potentialdifferenz zur sphärischen Elektrode 2 festgelegt wird, kann die Energie der geladenen, zu messenden Teilchen frei dadurch eingestellt werden, daß die Potentialdifferenz zwischen des sphärischen Gitter 1 und der sphärischen Elektrode 2 verändert wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Im Analysator für geladene Teilchen gemäß Fig. 1 ist der Radius der sphärischen Elektrode 2 doppelt so groß wie der Radius des konzentrischen sphärischen Gitters 1. Theoretisch können dann, wenn der Radius der sphärischen Elektrode 2 doppelt so groß ist wie der Radius des sphärischen Gitters 1 die gesamten Abschnitte der Halbkugel ab der Position der Probe gemessen werden, d. h. ein Raumwinkel von 2 Sterad. Wenn ein derart großer Raumwinkel nicht erforderlich ist, ist es möglich, daß die sphärische Elektrode 2 einen Radius aufweist, der kleiner ist als das Doppelte des Radius des sphärischen Gitters 1. Verschiedene Schutzringe 5 sind zwischen der Kante des sphärischen Gitters 1 und der sphärischen Elektrode 2 vorhanden. Die Ringe 5 sind als konzentrische Kreise angeordnet. Einige Widerstände sind vorhanden, deren eines Ende mit dem Gitter 1 und mit Masse verbunden ist und deren anderes Ende mit der Elektrode 2 und dem negativen Anschluß einer Spannungsversorgung 7 verbunden ist. Die Schutzringe 5 verhindern, daß das elektrische Feld nahe den Kanten des Gitters 1 und der Elektrode 2 gestört wird. Die Abschirmplatte 3 ist am Boden des halbkugeligen Gitters 1 angebracht. Die Platte 3 besteht aus einem leitenden Material und ist mit Masse verbunden. Bei der vorstehenden Konstruktion kann die Energie der zu messenden geladenen Teilchen dadurch ausgewählt werden, daß die Ausgangsspannung der Spannungsversorgung 7 verändert wird. Ein Fenster W ist in der Abschirmplatte 3 angeordnet, um das Einsetzen der Probe s zu ermöglichen. Das Fenster W liegt von der Mitte O des Gitters 1 um einen Abstand entfernt, der etwas kürzer ist als der Radius des Gitters. Die Öffnung A ist in Bezug auf den Mittelpunkt symmetrisch zum Fenster W. Kleine Löcher h1 und h2 sind in das sphärische Gitter 1 bzw. die sphärische Elektrode 2 gestanzt. Ein anregender Strahl wie ein Röntgenstrahl fällt durch die kleinen Löcher h1 und h2 auf die Probe S. Der zweidimensionale Detektor 4 ist unterhalb der Abschirmplatte 3 angeordnet und er steht der Öffnung A gegenüber. Der Detektor 4 kann z. B. ein Fluoreszenzschirm sein. Gitter 8 und 9 sind oberhalb und parallel zum Detektor 4 angeordnet. Während das Gitter 8 mit Masse verbunden ist, wird eine positive Hochspannung an das Gitter 9 gelegt. Die Elektronen, die durch das Gitter 9 laufen, werden in einer Richtung rechtwinklig zum Detektor 4 zwischen den Gittern 8 und 9 beschleunigt, um auf den Detektor 4 zu fallen, so daß der Schirm fluoresziert. Das Muster auf dem Fluoreszenzschirm 4 zeigt die Emissionsrichtungsverteilung besonders geladener Teilchen mit besonderer Energie, welche besonders geladenen Teilchen sich unter allen Teilchen befinden, die von der Probe S emittiert werden. Statt des Fluoreszenzschirms 4 kann eine Mikrokanalplatte verwendet werden, um das Verteilungsmuster der Elektronen in elektrische Bildsignale zu wandeln, die für das Verteilungsmuster repräsentativ sind. Darüber hinaus kann statt des zweidimensionalen Detektors ein eindimensionaler Detektor verwendet werden, dessen Meßfläche in einer Richtung abgetastet wird.
Wenn der Analysator von Fig. 1 so aufgebaut ist, daß der Radius des Gitters 1 etwa 7 cm, der Abstand zwischen der Mitte O und der Mitte des Fensters W sowie zwischen der Mitte O und der Mitte der Öffnung A etwa 5 cm und der Durchmesser der Öffnung A etwa 1 mm beträgt, ist die Energieauflösung (ΔE/E) etwa 1/100. Die Energieauflösung kann verbessert werden, wenn die Orte der Probe S und der Öffnung A dicht an der Kante des Gitters 1 liegen. Ein Hochpaßfilter kann unter der Öffnung A vorhanden sein, um die Energieauflösung weiter zu verbessern. Das Hochpaßfilter weist ein doppeltes Halbkugelgitter auf, das konzentrisch zur Öffnung A liegt. Wenn das Hochpaßfilter verwandt wird, liegen die Orte von S und A vorzugsweise dicht beim Mittelpunkt O.
Wie oben beschrieben, wird bei der vorliegenden Erfindung die Emissionsrichtungsverteilung besonders geladener Teilchen mit besonderer Energie unter allen von der Probe S emittierten Teilchen gemessen. Wenn ein Detektor ohne Positionsauflösungsvermögen am Ort des Detektors 4 angebracht wird, kann die Energieverteilung aller innerhalb eines großen Raumwinkels emittierten geladenen Teilchen gemessen werden. Da alle innerhalb des großen Raumwinkels emittierten Teilchen gemessen werden können, kann ein Energieanalysator hohe Helligkeit erzielen. Dies gilt nicht nur für geladene Teilchen, die von Proben emittiert werden, sondern auch von geladenen Teilchen, die auf den Mittelpunkt des Fensters W fokussiert werden und die divergieren.
Wie oben beschrieben, weist der Analysator der vorliegenden Erfindung hauptsächlich ein Paar eines Gitters und einer Elektrode auf, die halbkugelig und konzentrisch sind, was sehr einfach im Vergleich zur Struktur des Analysators von Fig. 3 ist, der das Tiefpaßfilter und das Hochpaßfilter erfordert. Die Anzahl von Gittern sollte so klein wie möglich sein, da die Umlaufbahn geladener Teilchen, die dicht entlang den Drähten der Gitter laufen, oder auf diese fallen, gestört werden, wodurch derartige geladene Teilchen, die entlang gestörter Umlaufbahnen laufen, Hintergrundsignale erzeugen. Darüberhinaus können andere geladene Teilchen mit einer Energie, die nicht gemessen werden soll, außerdem den Detektor erreichen. Daher kann die Empfindlichkeit des Detektors verringert und der Hintergrundpegel erhöht werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch grundsätzlich nur ein Gitter vorhanden, während der Analysator von Fig. 3 mindestens drei Gitter erfordert. Das Verhältnis, mit dem zu messende, besonders geladene Teilchen mit der besonderen Energie den Detektor erreichen, ist etwa 66 % beim Analysator der vorliegenden Erfindung, während es etwa 34 % beim Analysator von Fig. 3 ist. Dies bedeutet, daß der Analysator der vorliegenden Erfindung nur einen geringen Hintergrundpegel aufweist. Beim Analysator der vorliegenden Erfindung kann ein Raumwinkel von etwa 6,28 Sterad gemessen werden, was dreimal so groß ist wie die etwa 1,8 Sterad, die vom Analysator von Fig. 3 gemessen werden.
Während nur bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne daß der Schutzbereich der Ansprüche verlassen wird.

Claims

1. Analysator für geladene Teile mit:

- einer kugelförmigen Gitteranordnung (1);

- einer kugelförmigen, konzentrisch zur Gitteranordnung angeordneten Elektrodeneinrichtung (2);

- einer Schirmplatte (3), die am Boden der kugelförmigen Gitteranordnung angeordnet ist und einen Fensterbereich (W), aus dem zu detektierende geladene Teilchen emittiert werden, sowie eine Öffnung (A) aufweist, zu der die geladenen Teilchen laufen; und mit

- einer Detektoreinrichtung (4) für die geladenen Teilchen, die an oder unterhalb der Schirmplatte angeordnet ist.

2. Analysator nach Anspruch 1, bei dem der Fensterbereich (W) der Schirmplatte (3) symmetrisch zu der Öffnung, bezogen auf den Kugelmittelpunkt der kugelförmigen Gitteranordnung (1), angeordnet ist.

3. Analysator nach Anspruch 1, bei dem die Detektoreinrichtung (4) ein zweidimensionaler Detektor ist.

4. Analysator nach Anspruch 1, bei dem eine Probe (S) im Fensterbereich (W) der Schirmplatte (3) positioniert ist.

5. Analysator nach Anspruch 1, bei dem die zur Öffnung (A) der Schirmplatte (3) gelangenden Teilchen in elliptischen Bahnen laufen, auf die sie unter bestimmten Winkeln vom Fensterbereich (W) der Schirmplatte (3) emittiert werden, und bei dem die Teilchen unter denselben Winkeln in die Öffnung der Schirmplatte eintreten.

6. Analysator nach Anspruch 1, bei dem der Radius der kugelförmigen Elektrodeneinrichtung etwa doppelt so groß ist wie der Radius der kugelförmigen Gitteranordnung (1).

7. Analysator nach Anspruch 1, mit einer Schutzringeinrichtung (5), die zwischen der kugelförmigen Gitteranordnung und der kugelförmigen Elektrodeneinrichtung angeordnet ist.

8. Analysator nach Anspruch 7, mit einer Spannungsversorgungseinrichtung (7), die mit der kugelförmigen Elektrodeneinrichtung verbunden ist, um den Wert der Energie der detektierten Teilchen zu steuern.

9. Analysator nach Anspruch 1, bei dem sowohl die kugelförmige Elektrodeneinrichtung (2) als auch die kugelförmige Gitteranordnung (1) mit Löchern (h&sub1;, h&sub2;) versehen sind, durch die ein anregender Strahl auf den Fensterbereich (W) der Schirmplatte (3) fallen kann.

10. Analysator nach Anspruch 1, bei dem die Detektoreinrichtung (4) ein Fluoreszenzschirm ist.

11. Analysator nach Anspruch 1, mit einem Hochpaßfilter, das unter der Öffnung der Schirmplatte angeordnet ist.