JP2680018B2 - スピン偏極度検出器 - Google Patents
スピン偏極度検出器Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/32—Measuring polarisation of particles
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子線のスピン状態分析装置に係わり、特に
２次電子，反射電子，光・熱電子，電解放射電子などの
固体から放出される電子を対象とし、特にコンパクトで
高感度なスピン偏極度検出器に関する。
２次電子，反射電子，光・熱電子，電解放射電子などの
固体から放出される電子を対象とし、特にコンパクトで
高感度なスピン偏極度検出器に関する。
〔従来の技術〕 スピン偏極度検出器（Mott検出器）では高電圧上で重
原子金属標的により散乱される電子の個数をカウントす
る技術が必要である。このため、従来の装置は特開昭59
−187281号に記載のように、高電圧上に電子検出器、前
置増幅器，線形増幅器，発光素子を配置し、電子検出器
へ電子が１個入射した場合、電子検出器，前置増幅器，
線形増幅器により電気パルス１個を出力し、更に発光素
子により電気パルスを光パルスに変換して光伝送路で接
地電位に伝送していた。
原子金属標的により散乱される電子の個数をカウントす
る技術が必要である。このため、従来の装置は特開昭59
−187281号に記載のように、高電圧上に電子検出器、前
置増幅器，線形増幅器，発光素子を配置し、電子検出器
へ電子が１個入射した場合、電子検出器，前置増幅器，
線形増幅器により電気パルス１個を出力し、更に発光素
子により電気パルスを光パルスに変換して光伝送路で接
地電位に伝送していた。
また、上記従来技術は一枚の重原子薄膜を散乱ターゲ
ツトとして用い、その薄膜からの後方散乱電子を検出し
てスピン偏極度を算出していた。
ツトとして用い、その薄膜からの後方散乱電子を検出し
てスピン偏極度を算出していた。
上記従来技術は、以下の問題点があつた。
1.高電圧上で電子検出器から微小信号を増幅，波形整形
して光信号に変換しなければならないため、高電圧上に
電子検出器・前置増幅器・線形増幅器・発光素子を必要
とし，さらにこれら高電圧上の電子回路系へ電力を供給
しなければならず、装置を複雑・高価かつ大型にしてい
る。また、電子回路系の発熱により電子回路系が短命と
なる。
して光信号に変換しなければならないため、高電圧上に
電子検出器・前置増幅器・線形増幅器・発光素子を必要
とし，さらにこれら高電圧上の電子回路系へ電力を供給
しなければならず、装置を複雑・高価かつ大型にしてい
る。また、電子回路系の発熱により電子回路系が短命と
なる。
2.上記従来技術では、散乱ターゲツトは一枚の薄膜であ
るため、薄膜に入射する被測定電子の大部分は透過して
しまい、後方散乱によつて電子検出器に入射する電子は
極めて少なくなり、大きなスピン検出感度が得られな
い。
るため、薄膜に入射する被測定電子の大部分は透過して
しまい、後方散乱によつて電子検出器に入射する電子は
極めて少なくなり、大きなスピン検出感度が得られな
い。
本発明の第１の課題は、シンプルで、小型，安価，高
電圧上で発熱の問題のないスピン偏極度検出器を提供す
ることにある。
電圧上で発熱の問題のないスピン偏極度検出器を提供す
ることにある。
本発明の第２の課題は、スピン検出感度の優れたスピ
ン偏極検出器を提供することにある。
ン偏極検出器を提供することにある。
本発明の第３の課題は、本発明の第１及び第２の課題
を同時に解決することである。
を同時に解決することである。
上記第１の課題は、スピン偏極度検出器を以下の構成
とすることにより達成される。電子検出器を蛍光板に代
え、従来の電子検出器位置に蛍光板の電子入射面を重原
子金属標的側に向けて固定する。反対面に光伝送路の一
端を密着させ、光伝送路の他端は接地電位まで導き、そ
こに光電変換素子を取り付ける。
とすることにより達成される。電子検出器を蛍光板に代
え、従来の電子検出器位置に蛍光板の電子入射面を重原
子金属標的側に向けて固定する。反対面に光伝送路の一
端を密着させ、光伝送路の他端は接地電位まで導き、そ
こに光電変換素子を取り付ける。
上記第２の課題は、薄膜を透過した電子線が透過前と
同じスピン状態を有することに着目し、従来の電子散乱
検出系を被測定電子線の入射軌道にそつて複数個縦列に
配置して、被測定電子線が複数の金属薄膜を通過するよ
うに構成することにより達成される。
同じスピン状態を有することに着目し、従来の電子散乱
検出系を被測定電子線の入射軌道にそつて複数個縦列に
配置して、被測定電子線が複数の金属薄膜を通過するよ
うに構成することにより達成される。
上記第３の課題は、上記第１及び第２の目的達成のた
めの手段を両方備えることで達成される。
めの手段を両方備えることで達成される。
上記第１の目的を達成するための手段の作用は以下の
様なものである。
様なものである。
電子１個が蛍光板に入射すると蛍光板は１つの光パル
スを発する。蛍光板から発せされた光パルスは伝送路の
一端にその一部が入射する。光伝送路は光パルスを高電
圧上から接地電位まで導き、更に、光伝送路の他端に取
り付けられた光電変換素子は光パルスを電気パルスに変
換して増幅する。ここで、電子は光として検出，伝送さ
れるため、高電圧上の電子回路系及びそれらへの電力供
給システムは不用となり、コンパクトで、安価な装置が
実現可能となる。
スを発する。蛍光板から発せされた光パルスは伝送路の
一端にその一部が入射する。光伝送路は光パルスを高電
圧上から接地電位まで導き、更に、光伝送路の他端に取
り付けられた光電変換素子は光パルスを電気パルスに変
換して増幅する。ここで、電子は光として検出，伝送さ
れるため、高電圧上の電子回路系及びそれらへの電力供
給システムは不用となり、コンパクトで、安価な装置が
実現可能となる。
上記第２の目的を達成するための手段の作用は以下の
様なものである。
様なものである。
縦列に配置された電子散乱検出系は、それぞれ初段の
電子散乱検出系とほぼ同じスピン感度を有するため、全
体としての感度は、電子散乱検出系の数の分だけ向上す
ることになる。
電子散乱検出系とほぼ同じスピン感度を有するため、全
体としての感度は、電子散乱検出系の数の分だけ向上す
ることになる。
以下、第１の目的を達成するための本発明の実施例を
第１図により説明する。第１図はスピン偏極度検出器の
断面図であり、断面は被分析電子線２の飛行経路を含む
ものである。加速管３は円筒形であり、その軸をスピン
偏極度検出器の中心軸１とする。中心軸１に沿つて被分
析電子線２は加速管３により約120KeVに加速され、中心
軸上に固定された重原子金属標的４に衝突し、散乱され
る。中心軸１に対して左右約120゜方向に後方散乱され
た電子は蛍光板５に衝突し、１個の電子の衝突が１個の
光パルスを生成する。蛍光板５は、透明導電性物質をコ
ーティングした円板状のガラスの１面に蛍光塗料を薄く
塗布し、その上にアルミニウムを薄く蒸着したものであ
る。蛍光板５で生成された光パルスは、直接的に、或は
アルミニウムに反射されて間接的に、その片面に密着配
置された光伝送路６に入射する。光伝送路６の他端は接
地電位上にあり、そこに光電子倍増管７が取り付けられ
ている。光パルスは光伝送路６を伝わり、光電子増倍管
７に入射し、そこで電気信号として変換・増幅される。
ここで光伝送路６として光フアイバーを束ねたもの、或
はガラスのロツドを使用する。また重原子金属標的4,蛍
光板5,光伝送路６は散乱チエンバー８に固定される。
第１図により説明する。第１図はスピン偏極度検出器の
断面図であり、断面は被分析電子線２の飛行経路を含む
ものである。加速管３は円筒形であり、その軸をスピン
偏極度検出器の中心軸１とする。中心軸１に沿つて被分
析電子線２は加速管３により約120KeVに加速され、中心
軸上に固定された重原子金属標的４に衝突し、散乱され
る。中心軸１に対して左右約120゜方向に後方散乱され
た電子は蛍光板５に衝突し、１個の電子の衝突が１個の
光パルスを生成する。蛍光板５は、透明導電性物質をコ
ーティングした円板状のガラスの１面に蛍光塗料を薄く
塗布し、その上にアルミニウムを薄く蒸着したものであ
る。蛍光板５で生成された光パルスは、直接的に、或は
アルミニウムに反射されて間接的に、その片面に密着配
置された光伝送路６に入射する。光伝送路６の他端は接
地電位上にあり、そこに光電子倍増管７が取り付けられ
ている。光パルスは光伝送路６を伝わり、光電子増倍管
７に入射し、そこで電気信号として変換・増幅される。
ここで光伝送路６として光フアイバーを束ねたもの、或
はガラスのロツドを使用する。また重原子金属標的4,蛍
光板5,光伝送路６は散乱チエンバー８に固定される。
第１の目的を達成する他の実施例としては光伝送路６
の一端に蛍光体を塗布する構成が考えられる。この様に
構成することにより蛍光板５を省くことが可能となり、
更に小型・安価とすることが出来る。
の一端に蛍光体を塗布する構成が考えられる。この様に
構成することにより蛍光板５を省くことが可能となり、
更に小型・安価とすることが出来る。
以下、前記第２の目的を達成するための発明の一実施
例を第２図により説明する。被分析電子線２を加速管３
によつて100KeVに加速し、第１の重原子金属標的４に照
射する。この標的４によつて散乱された電子線を入射電
子線の方向に対して120゜、入射電子線の中心軸１の周
りの４回対称の位置に配置した４ケの電子検出器D1,D2,
D3,D4（D3,D4は図に記入していない）によつて検出す
る。この時、ターゲツトに入射した電子線の95％以上は
そのまま透過し、かつスピン状態を保たれているため、
この透過電子線を再び偏極度測定に供することができ
る。従つて、第１の重原子金属標的４及び電子検出器D1
〜D4から構成されるものと同様な散乱検出系を、さらに
４段積み重ねることによつて、全体としての信号量は、
１段の場合の約５倍となる。このように、本実施例によ
れば、スピン検出器の感度を従来の５倍に向上すること
ができる。
例を第２図により説明する。被分析電子線２を加速管３
によつて100KeVに加速し、第１の重原子金属標的４に照
射する。この標的４によつて散乱された電子線を入射電
子線の方向に対して120゜、入射電子線の中心軸１の周
りの４回対称の位置に配置した４ケの電子検出器D1,D2,
D3,D4（D3,D4は図に記入していない）によつて検出す
る。この時、ターゲツトに入射した電子線の95％以上は
そのまま透過し、かつスピン状態を保たれているため、
この透過電子線を再び偏極度測定に供することができ
る。従つて、第１の重原子金属標的４及び電子検出器D1
〜D4から構成されるものと同様な散乱検出系を、さらに
４段積み重ねることによつて、全体としての信号量は、
１段の場合の約５倍となる。このように、本実施例によ
れば、スピン検出器の感度を従来の５倍に向上すること
ができる。
また、散乱検出系のうちの一部のターゲツトを重原子
金薄膜から低原子番号物質であるアルミニウムの薄膜に
おきかえることにより、散乱検出系の幾何学的非対称性
も同時に検出できる。
金薄膜から低原子番号物質であるアルミニウムの薄膜に
おきかえることにより、散乱検出系の幾何学的非対称性
も同時に検出できる。
次に第３図により、前記第３の目的を達成するための
発明の実施例を説明する。本実施例の特徴は、重原子金
属標的4,蛍光板５及び光伝送路６をその位置関係を保ち
中心軸１方向に５段重ね、中心軸１に対して同じ側から
出た５本の光伝送路６を１本にまとめ、接地電位に導い
ている点にある。被分析電子線２はそのスピン状態を保
ち、95％以上が重原子金属標的４を通過するので、各段
で起こる過程は質的にも、量的にもほぼ同じである。こ
のため光電子増倍管７で単位時間に検出される電子パル
ス数は約５倍となり、スピン偏極度検出器の効率は約５
倍となる。また高電圧下に増幅器等を設置する必要がな
い。
発明の実施例を説明する。本実施例の特徴は、重原子金
属標的4,蛍光板５及び光伝送路６をその位置関係を保ち
中心軸１方向に５段重ね、中心軸１に対して同じ側から
出た５本の光伝送路６を１本にまとめ、接地電位に導い
ている点にある。被分析電子線２はそのスピン状態を保
ち、95％以上が重原子金属標的４を通過するので、各段
で起こる過程は質的にも、量的にもほぼ同じである。こ
のため光電子増倍管７で単位時間に検出される電子パル
ス数は約５倍となり、スピン偏極度検出器の効率は約５
倍となる。また高電圧下に増幅器等を設置する必要がな
い。
本実施例によれば、重原子金属標的4,蛍光板5,光伝送
路６を５段に重ねるのみだけで、約５倍のスピン偏極度
検出器の高効率化が達成でき、コンパクトで、安価な高
効率スピン偏極度検出器を提供できる。
路６を５段に重ねるのみだけで、約５倍のスピン偏極度
検出器の高効率化が達成でき、コンパクトで、安価な高
効率スピン偏極度検出器を提供できる。
本発明によれば小型，安価，しかも発熱の問題のない
スピン偏極度検出器を提供することができる。
スピン偏極度検出器を提供することができる。
本発明によれば、スピン検出感度の優れたスピン偏極
度検出器を提供することができる。
度検出器を提供することができる。
本発明によれば、コンパクトで高感度のスピン偏極度
検出器を提供することができる。
検出器を提供することができる。
第１図は第１の目的を達成するための発明の一実施例で
あるスピン偏極度検出器の断面図、第２図は第２の目的
を達成するための発明の一実施例であるスピン偏極度検
出器の断面図、第３図は第３の目的を達成するための発
明の一実施例であるスピン偏極度検出器の断面図。 １……中心軸、２……被分析電子線、３……加速管、４
……重原子金属標的、５……蛍光板、６……光伝送路、
７……光電子増倍管、８……散乱チヤンバー。
あるスピン偏極度検出器の断面図、第２図は第２の目的
を達成するための発明の一実施例であるスピン偏極度検
出器の断面図、第３図は第３の目的を達成するための発
明の一実施例であるスピン偏極度検出器の断面図。 １……中心軸、２……被分析電子線、３……加速管、４
……重原子金属標的、５……蛍光板、６……光伝送路、
７……光電子増倍管、８……散乱チヤンバー。
Claims (4)
- 【請求項１】スピン偏極した被分析電子線を加速する加
速手段と、該加速した電子線を散乱させる金属標的と、
該金属標的で散乱した電子線の強度を検出する検出手段
とを有するスピン偏極度検出器において、上記金属標的
及び上記検出手段を上記被分析電子線の軌道に沿って複
数個配置したことを特徴とするスピン偏極度検出器。 - 【請求項２】上記複数個配置された金属標的のうち少な
くとも１つは重原子金属薄膜で構成されることを特徴と
する請求項１記載のスピン偏極度検出器。 - 【請求項３】上記複数個配置された金属標的のうち少な
くとも１つは軽原子金属薄膜で構成されることを特徴と
する請求項１記載のスピン偏極度検出器。 - 【請求項４】スピン偏極した被分析電子線を加速する手
段と、該加速した電子線を散乱させる金属標的と、該金
属標的で散乱した電子線の強度を検出する検出手段とを
有するスピン偏極度検出器において、上記金属標的及び
上記検出手段は上記被分析電子線の軌道に沿って複数個
配置され、上記各検出手段として蛍光体を使用し、該蛍
光体より出力される光信号を電気信号に変換する変換手
段を有し、上記光信号は上記検出手段から上記変換手段
まで光伝送路を通して伝達されることを特徴とするスピ
ン偏極度検出器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63041991A JP2680018B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | スピン偏極度検出器 |
| US07/310,896 US4954770A (en) | 1988-02-26 | 1989-02-16 | Spin-polarization detector |
| DE3905848A DE3905848A1 (de) | 1988-02-26 | 1989-02-24 | Spinpolarisationsdetektor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63041991A JP2680018B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | スピン偏極度検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01217288A JPH01217288A (ja) | 1989-08-30 |
| JP2680018B2 true JP2680018B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=12623661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63041991A Expired - Lifetime JP2680018B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | スピン偏極度検出器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4954770A (ja) |
| JP (1) | JP2680018B2 (ja) |
| DE (1) | DE3905848A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04206427A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Hitachi Ltd | スピン検出器 |
| JP3757263B2 (ja) * | 2000-05-02 | 2006-03-22 | 国立大学法人 北海道大学 | 電子スピン分析器 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2814730A (en) * | 1955-06-22 | 1957-11-26 | Harry R Fechter | Secondary emission monitor |
| SU411359A1 (ru) * | 1972-02-25 | 1983-06-07 | Gambaryan R G | Способ элементного анализа состава вещества |
| DE2646394C2 (de) * | 1976-10-14 | 1986-12-11 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Vorrichtung zur Bestimmung des Spinpolarisationsgrades eines Elektronenstrahls |
| JPS5589256U (ja) * | 1978-12-15 | 1980-06-20 | ||
| JPS56142383U (ja) * | 1980-03-26 | 1981-10-27 | ||
| JPS60121657A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-29 | Anelva Corp | 測定装置 |
| JPS60177539A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Hitachi Ltd | 走査型電子顕微鏡 |
| JPS59187281A (ja) * | 1984-03-16 | 1984-10-24 | Hitachi Ltd | 低エネルギ−荷電粒子線のスピン状態分析器 |
| US4760254A (en) * | 1985-06-07 | 1988-07-26 | Pierce Daniel T | Apparatus and method for electron spin polarization detection |
| DE3532781A1 (de) * | 1985-09-13 | 1987-03-19 | Siemens Ag | Anordnung zur detektion von sekundaer- und/oder rueckstreuelektronen in einem elektronenstrahlgeraet |
| JPS6273184A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | Hitachi Ltd | スピン検出器 |
| JPS6273185A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | Hitachi Ltd | スピン検出器 |
| CA2142805C (en) * | 1994-04-12 | 1999-06-01 | Greg Arthur Wendt | Method of making soft tissue products |
| JPH087281A (ja) * | 1994-06-24 | 1996-01-12 | Hitachi Ltd | 光学的情報記録再生媒体及び装置 |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP63041991A patent/JP2680018B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-02-16 US US07/310,896 patent/US4954770A/en not_active Expired - Fee Related
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| US4954770A (en) | 1990-09-04 |
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