SU439775A1 - Устройство дл регистрации энергетических спектров электронной эмиссии - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике снектросконии зар женных частиц (электронов и ионов ) и может быть применено дл  исследовани  энергетических спектров различного рода эмиссий при взаимодействии корпускул риого и электромагнитного излучений с твердым телом и газами в области энергии от 10 эв и выше.

Известны устройства дл  разложени  фотоэлектронной и вторичноэлектронной эмиссии в спектр по полным энерги м, осуществл ющие фокусировку зар женных частиц равной скорости в однородном магнитном или цилиндрическом электрическом иоле. Например в цилиндрическом конденсаторе электроны одной и той же энергии, онисыва  в радиальном электрическом поле между двум  концентрическими цилиндрами квазикруговые дуги радиан, фокусируютс  в линию в сагиттальном сечении независимо (в определенных пределах) от направлени  входа в цилиндрическое поле. С помощью щели, располагающейс  в фокальной плоскости нрибора, сфокусированные электроны данной энергии могут быть выделены из всего спектра и зарегистрироваиы . Сканирование спектра анализируемой электронной эмисси (ЭЭ) может быть осуществлена изменением панр жепи , приложенного между эмиттером и входной щелью анализатора; при этом на окружность

среднего радиуса, и, следовательио, в выходную щель анализатора будут последовательно выводитьс  электроны всех энергий, имеющихс  в пучке. Разрещение такого анализатора определ етс  соотношением ширины щели и среднего радиуса цилиндров.

Недостаток упом нутого устройства заключаетс  в том, что оно дает энергетическое раснределение (ЭР) всей ЭЭ, независимо от принадлежности электронов к эмиссионным пачкам той или иной численности, перемешива  парциальные ЭР всех пачек. С его помощью невозможно принципиально получить ЭР электронов , эмиттируемых в пачках с какой-то одной интересующей численностью. Причина кроетс  в том, что в этом методе применен способ пр мой регистрации электронов данной энергии, исключающий, например, дальнейшее определение численности эмиссионноГ начкн, к которой принадлежали уже зарегистрированные электроны. Тем не менее, определение указанных характеристик  вл етс  крайне важным дл  ностроени  современной теории ЭЭ.

Цель изобретени  - непосредственна  регистраци  энергетического снектра электронов в эмиссионных сгустках с той или иной интересующей численностью.

Сущность изобретени  состоит в том, что

на выходе анализатора энергий электронов в

его фокальной плоскости установлен поглощающий электроны экран, имеющий размеры, определ ющие разрещающую способность устройства , а неносредствеппо за пнм, по .ходу электронного пучка, расположена микроканальна  плата (МКП) с размерами канальных электронных умножителей (КЭУ) по диаметру в несколько дес тков мкм; нричем между экраном и МКП пат нута сетка дл  ускорени  электронов до энергии в 1,0-1,5 кэв, а коллектор эле1чтроппых пучков выполнен в виде одной анодной пластины, общей дл  всех КЭУ, и включен на вход амплитудного анализатора импульсов.

На чертеже изображен меридиональный разрез одного из вариантов предлагаемого устройства, где 1 - фотокатод; 2 - входна  щель анализатора; 3 - электростатический анализатор; 4 - узкий поглощающий экран в фокальной плоскости анализатора с коэффиниентом вторичной эмиссии б 0; 5 - сетка, ускор юща  электроны до 1,0-1,5 кэв; 6 - с диаметром КЭУ в несколько дес тков мкм; 7 - сигнальна  нластнна коллектора, o6ntero дл  всех КЭУ; 8 - амплитудный анализатор импульсов (ААИ).

Устройство работает следующим образом.

Свет определенной длины волны выбивает из фотокатода 1 электроны разных энергий, сгрунпированные в пачки с различной численностью в зависимости от величины энергии фотонов. Вс  эмисси  собираетс  на входную щель 2 анализатора 3 и фокусируетс  в сагиттальном сечении фокальной нлоскости в виде линий, соответствующих той или иной энергии фотоэлектронов в зависимости от ускор ющего потенциала между фотокатодом и входной щелью. В отсутствие ноглощающего экрана 4 все электроны ускор ютс  сеткой 5 и попадают на МКП 6. Их энергии 1,0-1,5 кэв достаточно ,чтобы КЭУ микроканальной платы с высокой эффективностью зарегистрировали каждый электрон.

Если все КЭУ работают в режиме насыщени , т. е. амплитудное распределение импульсов на выходе их имеет вид б-функции с полушириной не более 3% от амнлитуды имнульса и если усиление каналов в пределах МКП пе имеет существенного разброса, то амплитуда суммарного сигнала с выходов КЭУ на общий анод 7 будет равна (достаточно точно) сумме амплитуд КЭУ, сигналы которых совпадают во времени, т. е. будет нропорциональна числу электронов   в пачках. Таким образом, ААИ зафиксирует общее а.мплитудное распределение всей ЭЭ, т. е. распределение ЭЭ по пачкам с различной численностью.

Если тенерь поместить экран 4 в соответствующую точку, ААИ настронть на группу

каналов, соответствующую, например, пачкам с численностью   5, и начать сканирование ЭЭ с помощью потенциала на входе анализатора , то экран 4 будет последовательно пере крывать весь спектр электронных энергий и при попадании на него электрона из начки с /г 5 сигнал ААИ будет уменьшатьс  и тем больще, чем большее количество пачек содержит электроны данной энергии. Таким образом, мы нолучаем парциальное ЭР ЭЭ в начках с ;г 5.

Дл  получени  неискаженного ЭР ЭЭ в пачках должны быть соблюдены услови :

1)при любом входном напр жении все фотоэлектроны должны входить через входную щель в анализатор и при отсутствии экрана 4 достигать лицевой поверхности МКП;

2)все траектории электронов должны быть таутохронны (в пределах разрешающего времени электронной регистрирующей аппаратуры ) ;

3)ширина экрана (0,1-0,2 мм) не должна позвол ть попадать на него более чем одному электрону из одной и той же пачки;

4) входное сечение МКП должно быть расположено достаточно далеко от фокальной плоскости анализатора, чтобы электронные пучки успели расфокусироватьс  перед входом в КЭУ.

Переход к ЭР ЭЭ в начках с другим /г осуществл етс  простой перенастройкой ААИ. Обычно, чтобы получить подобные характеристики ЭЭ, приходитс  проводить громоздкую и длительную обработку экспериментальных

результатов. Данное же устройство позвол ет автоматически регистрировать энергетические спектры ЭЭ в пачках любой численности без вс ких нормежуточных вычислений.

Предмет изобретени 

J строиство дл  регистрации энергетических спектров электронной эмиссии, содержащее электростатический или магнитный аналнзатор с фокусировкой электронов одинаковых энергий в липни в фокальной плоскости, тличающеес  тем, чго, с целью непосредственной регистрации энергетического спектра электронов в эмиссионных сгустках с различпь;м

числом электронов, за анализатором последовательно по направлению движени  электронных пучков установлены узкий поглощающий электроны экран в фокальной плоскости анализатора , ускор юща  сетка и блок канальных электронных умножителей, коллектор которых выполнен в виде одной общей дл  всех канальных электронных умножителей пластины и включен на вход амплитудного анализатора импульсов.

мшт////