SU1068854A1 - Способ измерени спиновой пол ризации электронного пучка и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ измерени  спиновой пол ризации электронного пучка, заключающийс  в тем, что пучок направл ют на предварительно очищенную поверхность кристалла-анализатора под углом 9 и регистрируют электроны , рассе нные на угол 2в , от л ичающийс  1&Л, что, с целью повышени  точности измерени , кристалл-анализатор с жестко св занным коллектором рассе нных электронов поворачивают относительно двух взаимно перпендикулнрных осей по разности количества электронов, рассе нных , в двух взаимно противоположных направлени х,определ ют соответствующую проекцию вектора пол ризации. -/

Description

2, Устройство дл  измерени  спиновой пол ризации электронного пучка , содержащее последовательно расположенные в вакуумной камере источник электронов, первую систему фокусирук цих линз, монохроматор, вторую систему фокусирукщих лине, кpйcтaлл-aнa изaтop, плоскость которого расположена под углам В к направлению распространени  исследуемого пучка, и коллектор рассе нных электронов, наход щийс  в плоскости зеркального отражени  электронов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, кристалл анализатор и коллектор рассе нных электронов размадены в экране на механизме поворота вокруг оси, перпендикул рной к направлению первичного пучка, а монохроматор с второй системой фокусирующих линз и экраном размещены на механизме, ось вращени  которого совпадает с направлением первичного пучка.

3. Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и упрс цени  подготовки кристалла-анализатора к измерению, кристалл-анализатор выполнен с кaнaвкcUvIи, параллельными плоскости скола, а устройство снабжено узлом скалывани , выполненныг преимущественно в виде двух штырей с нагревател ми, вставленных в канавки и жестко закрепленных на экране.

Изобретение относитс  к измерительной технике, а более конкретно к способам и устройствс1М дл  ни  спиновой пол ризации электронов которые могут быть использованы дл  определени  степени пол ризации и направлени - спина электронов при вторичной эмиссии, автоэлектронной и фотоэлектронной эмиссии, дл  изучени  спин-орбитального и обменного взаимодействи , а также дл  разработки высокоэффективных источников пол ризованных по спину электронных пучков. Известен способ измерени  спиновой пол ризации электронов, основан ный на рассе нии электронов в кулоновском поле т желых  дер. Исследуе мый пучок электронов ускор етс  до энергии около 100 кэВ и направл етс на золотую фольгу. Рассе нные фольг электроны попадают на детектора позвол ющие определить пол ризацию электронного пучка II. Однако техническое исполнение сп соба довольно сложно из-за необходимости ускорени низкоэнергетических вторичных и фотоэлектронов до энергии выше 70 кзВ. Наиболее близкими к изобретению  вл ютс  способ и устройство дл  из мерени  спиновой пол ризации электр ном. Согласно способу измер етс , поперечна  составл квда  вектора спи новой пол ризации электронного пучка . Устрс ство дл  осуществлени  способа-состоит из источника электр нов, приспособлени  дл  ускорени  или замедлени  элёктроиОв, моиохроматора , кристалл-анализатора и коллектора рассе нных электронов. Оно измер ет интенсивность электронных пучков, рассе нных назад от кристалланализатора . Степень пол ризации определ етс  по разности интенсивности рассе ни  влево и вправо от на-, правлени  падак цего пучка Г2. Недостатком известного способа и устройства дл  его осуществлени   вл етс  низка  информативность, так как определ етс  только одна составл юща  вектора пол ризации. Цель изобретени  - повышение точности измерени  и быстродействи  способа и устройства дл  измерени  спиновой пол ризации электронов. Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу измерени  спиновой пол ризации электронного пучка, заключающемус  в том, что пучок направл етс  на предварительно очищенную поверхность кристалла-анализатора под углом 9 и регистрируютс  электроны, рассе нные на угол 20 , кристалл-анализатор с жестко св занным коллектором рассе нных электронов поворачивают относительно двух (Вз.аимно перпендикул рных осей и по разности количества электронов, рассе нных в, двух взаимно противоположных направлени х, определ ют соответствую1иую проекцию вектора пол ризации . Кроме того, в устройстве дл  осуществлени  способа, содержащем последовательно расположенные в вакуумной камере источник электронов, первую систему фсжусирук цих линз, монохрсматор , вторую систему фокусирующих линз, кристалл-анализатор, плоскость которого расположена под углом 0 к направлению распространени  исследуемого пучка, и колл.ектор рассе нных электронов, наход щийс  в плоскости зеркального отражени  электронов, кристалл-анализатор и колл.ектор рассе нных электронов размещены в экране на механизме поворота вокруг оси, перпендикул рной к направлению первичного пучка, а монохроматор с второй системой фокусирующих линз и экраном размещены на механизме, ось вращени  которого совпадает с направлением первичного пучка.

При этом с целью упрощени  подготовки кристалла-анализатора к измерению , кристалл-анализатор выполнен с канавками, параллельными плоскости скола, а устройство снабжено узлом скалывани , выполненным преимущественно в виде двух штырей с нагревател ми , вставленных в канавки и жестко закрепленных на экране.

На фиг.1 представлена схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (кристалл-анализатор и узел скалывани ).

Устройство содержит первую систему 1 фокусирующих линз, монохроматор 2, вторую систему 3 фокусирующих линз, кристалл-анализатор 4, коллектор 5 рассе нных электронов, штыри б угла скалывани , шестерню 7, св занную с вводом вращени , шестерню 8, осуществл ющую передачу вращени , упор 9, раму 10,фиксатор 11, экран 12, канавки 13, по которым осуществл етс  скол кристалла-анализатора, ввод 14 вращени , источник 15 электронов и нагреватели 16.

Способ измерени  трех компонент вектора спиновой пол ризации электронного пучка осуществл етс  еле- дующим образом.

От источника 15 электронов пучок направл етс  на входное отверстие первой системы 1 фокусирующих линз, фокусируетс  и попадает t монохроматор 2. В монохроматоре электронный пучок отклон етс  на 90° и одновременно из него выдел етс  анализируема  часть с допустимым разбросом электронов по скорост м. После дополнительной фокусировки второй системой 3 фокусирукицих линз пучок направл етс  на полученную сколом в вакууме непосредственно перед измерением поверхность кристалла-анализатора 4. Зеркально отраженный пучок электронов улавливаетс  коллектором 5, и измер етс  его интенсивность. Дл  определени  двух ксадпонент вектора пол ризации измер етс  асимметри  рассе ни  электронов в двух взаимно перпендикул рных плоскост х путем перемацени  кристалла-анализатора 4 с жестко св занным с ним коллектором 5 с помощью вакуумного ввода 14 вращени , св занного с шес0 терней 7, и передачи вращени  через шестерню 8 на кристалл-анализатор 4 и коллектор.5. После измерени  двух компонент вектора спиновой пол ризации отпускают фиксатор 11 и вслед5 ствие поворота шестерни 7 расположенный на ней упор 9 перемещает раму 10 вместе с экраном 12, монохроматоpcw 2 и системой 3 линз на 90 вокруг направлени  первичного электрон0 ного пучка. Застопорив раму 10 в этом положении фиксатором 11, вращают кристалл-анализатор 4 вокруг оси, перпендикул рной к первичному пучку, и измер ют асимметрию рассе ни  в

5 третьей плоскости. Дл  осуществлени  скола прим.ен ютс  штыри 6 с нагревател ми 16, вставленные в канавки и закрепленные на экране 12.

Асимметри  рассе ни , определ е0 ма  как отношение разности количества рассе нных вправо и влево электронов к их сумме, зависит от степ-ени спиновой пол ризации электронного пучка. Таким образом, изме5 р   асимметрию рассе ни  поочередно вдоль трех взаимно перпендикул рных направлений, получают величину трех кс чпонент вектора спиновой пол ризации .

Быстродействие предложенных спо0 соба и устройства достигаетс  за счет получени  чистой поверхности кристалла-анализатора сколом в вакууме непосредственно перед измерением, в то врем  как в базовом объекте

5 дл  этой цели необходима длительна  ионна  бомбардировка с последующим отжигом. Повышение точности измерени  спиновой пол ризации электронного потока достигаетс  тем, что предло0 женные способ и устройство позвол ют определить все три компоненты вектора пол ризации и таким образом восстановить полностью вектор пол ризации , что существенно повышает инфор5 мативность.

12

ГЗ

15

Фиг 2

Claims (3)

1. Способ измерения спиновой поляризации электронного пучка, заключающийся в том, что пучок направляют на предварительно очищенную поверхность кристалла-анализатора под углом 0 и регистрируют электроны, рассеянные на угол 2Θ , от л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, кристалл-анализатор с жестко связанным коллектором рассеянных электронов поворачивают относительно двух взаимно перпендикулярных осей по разности количества электронов, рассеянных, в двух взаимно противоположных направлениях,определяют соответствующую проекцию вектора поляризации. ^15 S

А

2. Устройство для измерения спиновой поляризации электронного пучка, содержащее последовательно расположенные в вакуумной камере источник электронов, первую систему фокусирующих линз, монохроматор, вторую систему фокусирующих линЬ, крйсталл-анадиэатор, плоскость которого расположена под углом в к направлению распространения исследуемого пучка, и коллектор рассеянных электронов, находящийся в плоскости зеркального отражения электронов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, кристалл анализатор и коллектор рассеянных электронов размещены в экране на механизме поворота вокруг оси, пер пендикулярной к направлению первичного пучка, а монохроматор с второй системой фокусирующих линз и экраном размещены на механизме, ось вращения которого совпадает с направлением первичного пучка.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения подготовки кристалла-анализатора к измерению, кристалл-анализатор выполнен с канавками, параллельными плоскости скола, а устройство снабжено узлом скалывания, выполненным преимущественно в виде двух штырей с нагревателями, вставленных в канавки и жестко закрепленных на экране.