RU176088U1

RU176088U1 - Детектор электронов

Info

Publication number: RU176088U1
Application number: RU2017121404U
Authority: RU
Inventors: Матвей Нестерович Барашев
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2017-12-28

Abstract

Полезная модель относится к области электронного приборостроения, а именно к конструкции детекторов электронов, используемых в растровых электронных микроскопах.Детектор электронов выполнен в виде двояковыпуклого оптически прозрачного диска с коническим отверстием, расположенным по центру диска, имеет на поверхности диска, обращенной к пучку детектируемых электронов, покрытие в виде двух слоев, из которых внешний слой является дифракционной решеткой, а внутренний слой является сцинтиллятором, выполненным с возможностью испускания фотонов при попадании на него детектируемых электронов. Коническое отверстие по центру диска, предназначенное для пропускания пучка электронного зонда, имеет боковую поверхность, покрытую металлической пленкой. Световод размещен на внешнем ребре диска, между ребром диска и световодом имеются микролинзы, с возможностью передачи фотонов в приемник-анализатор.На поверхность диска, противоположную обращенной к пучку детектируемых электронов, нанесено отражающее покрытие, выполненное напылением серебра в вакууме, с толщиной слоя не менее 0,25 мкм.Технический результат полезной модели - увеличение количества фотонов, поступающих в световод, увеличение соотношения сигнал/шум детектора электронов.

Description

Полезная модель относится к области электронного приборостроения, а именно к конструкции детекторов электронов, используемых в растровых электронных микроскопах.

Известен детектор электронов (Патент РФ №2412503, опубл. 20.02.2011), выбранный в качестве прототипа, выполненный в виде двояковыпуклого оптически прозрачного диска с коническим углублением по его центру, которое ориентировано меньшим основанием в сторону пучка детектируемых электронов. Поверхность диска, обращенная к пучку детектируемых электронов, имеет покрытие в виде расположенных в последовательном порядке слоев, из которых внешний слой является дифракционной решеткой, а внутренний слой является сцинтиллятором, выполненным с возможностью испускания фотонов при попадании на него детектируемых электронов. Поверхность конического углубления покрыта отражающей металлической пленкой. На внешнем ребре диска размещен световод, выполненный с возможностью передачи фотонов в приемник-анализатор. Между ребром диска и световодом расположены микролинзы пропускающие фотоны, выходящие из диска, в направлении световода.

Недостатком подобного детектора электронов является малая эффективность сбора фотонов, излучаемых сцинтиллятором и направляемых в световод. Свет, испускаемый сцинтиллятором, попадает в оптически прозрачный диск детектора, откуда через микролинзы в световод. Однако некоторая часть света, попадая на

поверхность детектора, противоположную обращенной к пучку детектируемых электронов, при углах падения меньше критического угла (угла полного внутреннего отражения), покидает световод, переходя в вакуум. Происходит потеря полезного сигнала. В результате соотношение сигнал/шум имеет не столь высокое значение как могло бы.

Техническая задача полезной модели заключается в повышении эффективности сбора фотонов, излучаемых сцинтиллятором и направляемых в световод, в повышении соотношения сигнал/шум детектора электронов. Путь решения задачи - снижение доли света уходящего из оптического диска детектора в вакуум.

Поставленная задача решается нанесением отражающего покрытия на поверхность диска, противоположную обращенной к пучку детектируемых электронов. Поскольку наилучшим коэффициентом отражения на различных длинах волн света обладает серебро, нанесенное напылением в вакууме, в качестве материала отражающего слоя на поверхности диска, противоположной обращенной к пучку детектируемых электронов, выбрано серебро.

При этом толщина слоя серебра, нанесенного на поверхность напылением в вакууме должна быть не менее 0,25 мкм.

Технический результат заключается в увеличении количества фотонов, поступающих в световод после испускания их сцинтиллятором, а также в увеличении соотношения сигнал/шум детектора электронов.

Полезная модель работает следующим образом. Детектор, выполненный из оптически прозрачного материала в виде двояковыпуклого диска 1, со сквозным коническим отверстием, предназначенным для пропускания первичных электронов электронного зонда, размещается в колонне электронного микроскопа. Пучок детектируемых электронов падает на нижнюю поверхность диска, которая имеет покрытие в виде расположенных в последовательном порядке двух слоев, из которых внешний слой является дифракционной решеткой, а внутренний слой является сцинтиллятором, выполненным с возможностью испускания фотонов при попадании на него детектируемых электронов. Испускаемые сцинтиллятором 4 фотоны распространяются изотропно, однако выходу фотонов из диска сквозь поверхность диска, обращенную к пучку детектируемых электронов, т.е. нижнюю поверхность, препятствует дифракционная решетка 2. Выходу фотонов из диска 1 через поверхность конического отверстия препятствует отражающая металлическая пленка 7, размещенная на боковой поверхности конусообразного отверстия. Выходу фотонов из диска сквозь поверхность, противоположную обращенной к пучку детектируемых электронов, препятствует отражающая пленка серебра 8, нанесенная напылением в вакууме, с толщиной слоя не менее 0,25 мкм.

В результате, большая часть фотонов движется в направлении световода 5, размещенного на внешнем ребре диска 1. При этом для более эффективного вывода фотонов на внешнем ребре диска 1 между ребром диска 1 и световодом 5 установлены микролинзы 6. Таким образом, обеспечивается повышенная эффективность регистрации сигнала в электронном микроскопе, повышается соотношение сигнал/шум.

Claims

Детектор электронов, выполненный в виде двояковыпуклого оптически прозрачного диска с коническим отверстием, расположенным по центру диска, ориентированным узкой частью к поверхности диска, обращенной к пучку детектируемых электронов, с поверхностью конического отверстия, покрытой отражающей металлической пленкой, имеющий на поверхности диска, обращенной к пучку детектируемых электронов двухслойное покрытие, из которых внешний слой является дифракционной решеткой, а внутренний слой является сцинтиллятором, со световодом, размещенным на внешнем ребре диска, с микролинзами, расположенными между ребром диска и световодом, выполненными с возможностью передачи фотонов в приемник-анализатор, отличающийся тем, что поверхность диска, противоположная обращенной к пучку детектируемых электронов, имеет отражающее покрытие, выполненное напылением в вакууме из серебра, с толщиной слоя не менее 0,25 мкм.