JPS5878361A - 荷電粒子エネルギ−分析装置 - Google Patents

荷電粒子エネルギ−分析装置

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JPS5878361A
JPS5878361A JP56175179A JP17517981A JPS5878361A JP S5878361 A JPS5878361 A JP S5878361A JP 56175179 A JP56175179 A JP 56175179A JP 17517981 A JP17517981 A JP 17517981A JP S5878361 A JPS5878361 A JP S5878361A
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grid
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pass filter
reflective surface
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Hiroshi Yamauchi
洋 山内
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/44Energy spectrometers, e.g. alpha-, beta-spectrometers
    • H01J49/46Static spectrometers
    • H01J49/48Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter
    • H01J49/488Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter with retarding grids

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はローパスフィルタ及びバイパスフィルタを組合
せた荷電粒子エネルギー分析装置に関する。こ\でロー
パスフィルタと云うのは成るエネ1− ルギー値よりも低いエネルギーの荷電粒子だけを選択的
に反射する装置であり、バイパスフィルタは成るエネル
ギー値よりも高いエネルギーを持った荷電粒子だけを透
過させる装置である。ローパスフィルタは反射面とその
前面に反射面と平行して張設されたグリッドよりなって
おり、グリッドを基準にして反射面を分析対象の荷電粒
子と同極性に荷電しである。グリッドと反射面間の電位
差を■とすると荷電粒子中、(V)eV(V電子ボルト
)以上のエネルギーを有するものは反射面に入射して吸
収され(V)eV以下のエネルギーを有する荷電粒子が
取出される。ハ″イパスフィルタは平行に張設された2
重グリッドで、荷電粒子の入射側のグリッドを基準にし
てその後のグリッドを荷電粒子と同極性に荷電し、両者
間の電位差をVとすると、(至)07以上の荷電粒子は
両グリッドを透過し、(至)eVより低いエネルギーの
粒子は入射側へ反射さレル。ソコでバイパスフィルタと
ローパスフィルタを組合せて任意に設定しだせまいエネ
ルギー幅内に含まれるエネルギーを持った粒子が選別し
て取出される。
上述シタローパスフィルタ及ヒバイパスフィルタを用い
て構成された荷電粒子エネルギー分析装置で従来提案さ
れているものは第1図に示すような構造になっている。
Mは0点を曲率中心とする球面反射面でその前側に同心
的にグリッドG1が配置され、両者でローパスフィルタ
を構成している。Mからみて0点の反対側に0点を曲率
中心とする2重球面グリッドG2.G3があって、G2
、G3によりバイパスフィルタを構成している。
グリッドGl、G2は同電位に保たれ、01M間及びG
2.G3間に夫々適当な電圧が印加されている。0点の
傍の8点に荷電粒子の放射点を置くと、成るエネルギー
■1以下の荷電粒子はMで反射されて0点の傍に一旦集
束した後発散して・・イパスフィルタであるグリッドG
2.G3に入射し、成るエネルギーv2以下の粒子が反
射され、エネルギーがvlとvaとの間にある粒子だけ
がグリッドG3を通過するから、これを検出する。この
構成によるときは、取出されたエネルギーV1と■2と
の間の荷電粒子は発散していて、荷電粒子放射源の像を
形成していないから、成る特定のエネルギーを持った放
射電子による試料の像を観測すると云うようなことがで
きない。また実際問題として8点はローパスフィルタと
ノ\イノぐスフイルタで囲まれた中にあり、こ\に試料
をセットすることはできなくて、具体的には側方に試料
励起部があり、試料から放射された荷電粒子を電子光学
系で8点に導き、8点からMに向けて放射している(特
公昭51−2396号)ので、装置構成として複雑であ
り、更に曲率中心0点をはさんで両側にローパスフィル
タとノ・イパスフィルタが配置されているので装置が大
型となる。
本発明は上述した既提案の装置の欠点を解消し、単純化
された小型な構成で試料の像観察が可能であり性能的に
も優れた荷電粒子エネルギー分析装置を提供しようとす
るものである。以下実施例によって本発明を説明する。
第2図は本発明の一実施例を示す。Mlは0点を曲率中
心とする凹面反射面で01は反射面M1と同心的に配置
されたグリッドである。M2は0点より反射面M1に近
い所に置かれた凸面反射面でその前面にはグリッドG2
が張設されており、M2はグリッドG2と背後のシール
ド板]とで囲まれている。グリッドG2及びシールド1
はグリッドG1と同電位にしである。2つの反射面M1
、M2の各曲率中心を結ぶ線はこの装置の光軸であって
、この光軸上で反射面M1の背後に荷電粒子入射口A1
が設けられており、同光軸上で反射面M1の前方、M2
の後方に荷電粒子出射口A2が設けられている。装置全
体を光学系と考えたときA1の像がA2に形成されるよ
うになっている。
入射口A1を形成しているシールド2とこのシールド端
のグリッドG3とは同電位で通常アース電位になってい
る。グリッドG3は入射口A1の中心を曲率中心とする
球面であり、グリッド03の前方グリッドG1の延長面
上にグリッドG3と同心球的にグリッドG4が設けられ
、これらのグリッドG3.G4によってプレノ・イパス
フィルタが構成されている。A1に入射した荷電粒子は
A1.03間では加速されることなく直進する。G4は
グリッドG1と同電位で03に対し荷電粒子を減速する
ように電位が与えられている。このG3.04間の電位
差をVaとすると荷電粒子中エネルギーが(Va )e
V以下の粒子はG4で反射され、va(θ■)以上の粒
子だけが04を通過する。荷電粒子出射口A2の左方に
はA2の中心を曲率中心として同心的に3重に球面グリ
ッドG5、G6.G7が設けられ、G5はグリッドG1
と同電位にしである。このためグリッドGlと05との
間の空間は全体が同電位である。上述したグリッドG4
を通過してこのグリッドGl、05間の空間に進入した
荷電粒子はそのま\直進してグリッドG2に入射する。
凸面反射面M2はグリッドG2に対し荷電粒子を反射す
るように電位VDが与えられ、V b ) V aとし
ておくと、荷電粒子中エネルギーが(Vb)eV以上の
ものは反射面M2に入射して吸収され、(Vb)eV以
下の粒子が反射される。即ちグリッドG2と反射面M2
とでプレローパスフィルタを構成している。以上2つの
プレフィルタによってエネルギーが(Va)選 θV〜(vb)eVの粒子が送別される。この粒子はグ
リッドG1に向って直進する。反射面Mlの電位を■1
としVb)Vl)Vaに設定しておくと、エネルギー(
Vl)θV以下の粒子がMlで反射され直進してグリッ
ドG5に向う。グリッドG6の電位を■2としてV 1
:>V 2)V aとすると、エネルギー(V2)eV
以」二の粒子がグリッドG6を通過し、結局G6を通過
する粒子はエネルギーが(V2)eVから(■1)θ■
の間のものだけとなる。この粒子は出射口A2に収束す
る。G6を通過した荷電粒子は速度が殆んどOになって
いるからグリッドG7で加速するようになっている。荷
電粒子による像を投影しないで、単に荷電粒子を検出す
るだけの場合グリッドG7による加速は不要で検出器の
電位に引かれて加速される。荷電粒子入射口Alの所に
試料を置きX線或は紫外線による照射その他適宜の方法
で励起すると、試料から放射される電子は上述した作用
でエネルギー選別が行われ、特定のエネルギーの電子に
よる試料の像が出射口A2上に形成される。
この場合A1の像がA2に縮小して結像するという従来
のエネルギー分析装置にない特徴をもっている。グリッ
ドGl、G2.G5を同電位に保ち、これらに対するM
l、M2.G6の電位差を一定に保ちつ\Gl、G2.
G5の電位を変えることによって荷電粒子のエネルギー
走査を行う。なお荷電粒子の進行方向を逆にして、A2
を入射口、AIを出射口としてもよい。この場合G’i
’、G6は同電位でアース電位とする。この場合、A2
の像はA1に拡大して結像する。
厳密には反射面とグリッド間或は2枚のグリッド間での
荷電粒子の反射透過の関係は両者間の電位差だけでなく
入射角も関係する。第3図で面P1.22間の電位差を
V、PIの電位を0とし、荷電粒子のエネルギーを(V
’)eVとすると、入射角θの場合、PI F2間の電
界の作用を受けるのは粒子の運動速度のうち電界方向の
成分であるから見掛上の粒子のエネルギーはV’cos
θであり、反射条件はV’ cosθくvとなる。co
、sθ≠1−θ2/2 であるからθが小さい間はθの
影響は無視できる。第4図は各グリッド及び反射面の電
位の関係及びフィルタの特性を示す。FlはグリッドG
3.G4よりなるプレバイパスフィルタの特性、F2は
グリッドG2と反射面M2よりなるプレローパスフィル
タの特性、F3はグリッドG1と反射面Mlよりなるロ
ーパスフィルタ、F4はグリッドG5,56よりなるバ
イパスフィルタの特性を示す。グリッドG3.G4及び
G5゜G6は夫々粒子がその面に垂直に入射するからθ
−〇である。θの影響は反射面Ml、M2において現れ
ることになるが、夫々反射面を抵抗層にし面に沼って電
位勾配を与えることでθの影響を補償することができる
第2図の実施例ではMlの曲率半径R]、 = 100
、M2の曲率半径:R2=25.MlとM2との間隔6
0.MlとA1との距離20(単位釜man)でA2に
おけるA1の像の倍率は0.4−である。なお第2図で
R()は各グリッド間及びグリッドと反射面間の電界の
端縁における乱れを防ぐだめの保護環である。
本発明荷電粒子エネルギー分析装置は上述したような構
成で、第1図の構成に比し大きさが約半分となり、荷電
粒子入射口に荷電粒子を入射させるための別の電子光学
系が不要で、荷電粒子入射用の電子光学系を用いると試
料に対して余り大きな立体角で荷電粒子を取込むことが
できないのに比し、広い立体角中に放射される粒子を取
込めるから、感度が高められ、電子光学系が不要だから
構造的にも簡単であり、また選択されたエネルギーの放
射粒子による試料の像が得られ、しかもエネルギー分析
器自身で像の拡大縮小ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は既提案の荷電粒子エネルギー分析装置の側面略
図、第2図は本発明の一実施例装置の縦断側面図、第3
図は粒子反射部の拡大図、第4図は各グリッド及び反射
面の電位の関係及びフィルタ特性を示すグラフである。 Ml、M2・・・反射面、01〜G7・・・グリシ、ド
、Al・・・荷電粒子入射口、A2・・・荷電粒子出射
口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 凹面反射面と、その曲率中心より凹面反射面に近い位置
    に凹面反射面に向けて配置された凸面反射面と、この凸
    面反射面に対向して配置された荷電粒子の一つの入射或
    は出射開口と、この開口の上記凸面及び凹面の両反射面
    を介して形成される像の位置に配置された他の荷電粒子
    の出射或は入射口とよりなり、上記各反射面はその前面
    にグリッドを張設してローパスフィルタとし、上記凸面
    1こ 反射面の後方増上記他の荷電粒子の出射或は入射口の中
    心を曲率中心として二重グリッドよりなるバイパスフィ
    ルターを設けた荷電粒子エネルギー分析装置。
JP56175179A 1981-10-31 1981-10-31 荷電粒子エネルギ−分析装置 Granted JPS5878361A (ja)

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JPS5878361A true JPS5878361A (ja) 1983-05-11
JPH0114667B2 JPH0114667B2 (ja) 1989-03-13

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297250A (ja) * 1985-10-22 1987-05-06 Shimadzu Corp 電子エネルギ−アナライザ
US5107111A (en) * 1989-01-30 1992-04-21 Shimadzu Corporation Spherical electrode type charged particle analyzer
DE19929185A1 (de) * 1999-06-25 2001-01-04 Staib Instr Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur energie- und winkelaufgelösten Elektronenspektroskopie
US7141800B2 (en) * 2003-07-11 2006-11-28 Charles E. Bryson, III Non-dispersive charged particle energy analyzer

Cited By (5)

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US6492644B1 (en) 1999-06-25 2002-12-10 Staib Instrumente Gmbh Device and method for energy and angle-resolved electron spectroscopy
US7141800B2 (en) * 2003-07-11 2006-11-28 Charles E. Bryson, III Non-dispersive charged particle energy analyzer

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