TW202225684A - 電子束檢測裝置及檢測方法 - Google Patents

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Abstract

一種電子束檢測裝置，包括：一多孔碳材料層，該多孔碳材料層具有一通孔，該多孔碳材料層由複數個碳材料顆粒組成，該複數個碳材料顆粒之間存在奈米級或微米級間隙，且該通孔的橫截面積小於等於待測電子束的橫截面積；一法拉第杯，設置於所述多孔碳材料層下面，該法拉第杯具有一開口，該開口與所述奈米碳管多孔層的通孔貫通設置；以及一圖像顯示器，該圖像顯示器與多孔碳材料層電連接，該圖像顯示器根據多孔碳材料層中產生的電荷多少形成顏色不同的圖像，根據圖像顯示器中圖像的顏色得到待測電子束的圖像。本發明還提供一種電子束的檢測方法。

Description

電子束檢測裝置及檢測方法
本發明涉及一種電子束檢測裝置及檢測方法，尤其涉及一種採用多孔碳材料層的電子束檢測裝置及檢測方法。
電子在電場中受力而加速、能量提高，並在真空中匯集成束產生電子束。電子束技術已在高溫合金的成型製造與精煉、高溫合金的焊接、表面改性以及塗層製備等領域得到了廣泛應用，並將不斷涉足航空航太、國防軍工以及核工業等各個領域中。先前技術中，常常需要檢測電子束的橫截面的形狀及半徑大小，以繪製電子束的圖像。
然而，先前的電子束檢測裝置及檢測方法的精確度較低，而且結構複雜。因此，提供一種操作簡單且精確度較高的電子束檢測裝置及檢測方法將具有非常重要的意義。
有鑒於此，提供一種結構簡單且檢測精確度較高的電子束檢測裝置以及檢測方法。
一種電子束檢測裝置，包括： 一多孔碳材料層，所述多孔碳材料層具有一通孔貫穿其厚度方向，該通孔的橫截面積小於等於待測電子束的橫截面積，該多孔碳材料層由複數個碳材料顆粒組成，該複數個碳材料顆粒之間存在奈米級或微米級間隙； 一法拉第杯，該法拉第杯設置於所述多孔碳材料層下方，該法拉第杯具有一開口，該開口與所述奈米碳管多孔層的通孔貫通設置；以及 一圖像顯示器，該圖像顯示器與所述多孔碳材料層電連接，該圖像顯示器根據多孔碳材料層中產生的電荷多少形成顏色不同的圖像，根據圖像顯示器中圖像的顏色得到待測電子束的圖像。
一種電子束檢測方法，包括以下步驟： 步驟S1，提供上述電子束檢測裝置； 步驟S2，使所述使待測電子束相對於所述多孔碳材料層移動；以及 步驟S3，觀察所述圖像顯示器中的圖像，根據圖像的顏色得到待測電子束的圖像。
相較於先前技術，本發明所提供的電子束檢測裝置採用一具有通孔的多孔碳材料層，使用時通過待測電子束相對於多孔碳材料層移動，當電子束照射到通孔上時，使得照射在多孔碳材料層上的電子束的大小發生變化，然後根據圖像顯示器上的圖像顏色即可得到電子束的圖像，裝置的結構以及檢測方法都非常簡單。而且，待測電子束中的電子會在多孔碳材料層結構中的複數個碳材料顆粒之間的微小間隙間進行多次折射、反射，而不能從多孔碳材料層中發射出去，此時，所述多孔碳材料層對電子的吸收率能夠達到99.99%以上，幾乎可以達到100%，可以看成是電子的絕對黑體，因此，當電子束全部照射到多孔碳材料層上和沒有或部分照射到多孔碳材料層上時，圖像顯示器中的圖像顏色會有很大的區別，用肉眼很容易辨別出來。因此，本發明的電子束檢測裝置以及採用該電子束檢測裝置的檢測方法的檢測精確度也非常高。
下面將結合附圖及具體實施例對本發明提供的電子束檢測裝置以及檢測方法進行詳細說明。作進一步的詳細說明。
請參閱圖1和圖2，本發明第一實施例提供一種電子束檢測裝置10。該電子束檢測裝置10包括一多孔碳材料層102，一基板103，一圖像顯示器104以及一法拉第杯105。所述圖像顯示器104與所述多孔碳材料層102電連接。
所述多孔碳材料層102具有一第一通孔1021，且該第一通孔1021的橫截面積小於等於待測電子束的橫截面積。所述第一通孔1021貫穿多孔碳材料層102的厚度方向。所述基板103具有一第二通孔1031。所述法拉第杯105具有一開口1051。所述多孔碳材料層102設置於所述基板103的表面，且該第一通孔1021，第二通孔1031以及該開口1051貫通設置。所述法拉第杯105設置於基板103的下面，用於收集穿過所述第一通孔1021，第二通孔1031以及開口1051的待測電子束中的電子。
所述多孔碳材料層102包括複數個碳材料顆粒，該複數個碳材料顆粒之間存在微小間隙。該複數個碳材料顆粒之間的間隙優選為奈米級或微米級。所述微米級是指尺寸小於等於1000微米，奈米級是指尺寸小於等於1000奈米。進一步地，所述微米級是指尺寸小於等於100微米，奈米級是指尺寸小於等於100奈米。優選的，所述多孔碳材料層104中的複數個碳材料顆粒之間的間隙形成複數個微孔，該微孔的孔徑優選為5微米~50微米。更優選的，所述微孔的孔徑優選為5微米~30微米。
優選的，所述多孔碳材料層102為純碳結構，是指該多孔碳材料層102僅由複數個碳材料顆粒組成，不含有其它雜質，而且碳材料顆粒也為純碳材料顆粒。
所述碳材料顆粒包括線狀顆粒和球狀顆粒的一種或兩種。所述線狀顆粒的橫截面的最大直徑小於等於1000微米。所述線狀顆粒可以為碳纖維、碳微米線、奈米碳管等。所述球狀顆粒的最大直徑小於等於1000微米。所述球狀顆粒可以為碳奈米球或者碳微米球等。優選的，所述碳材料顆粒為奈米碳管，所述多孔碳材料層102為一奈米碳管結構，該奈米碳管結構為奈米碳管陣列或者奈米碳管網路結構。
當所述奈米碳管結構為奈米碳管陣列時，所述奈米碳管陣列中奈米碳管的延伸方向與所述基板103之間存在一交叉角度，該交叉角度大於0度小於等於90度，這樣更有利於奈米碳管陣列中的複數個奈米碳管之間的微小間隙阻止電子束中的電子從奈米碳管陣列中射出，提高奈米碳管陣列對電子束的收集率，進而提高對電子束的檢測精確度。本實施例中，所述奈米碳管結構為一超順排奈米碳管陣列，該超順排奈米碳管陣列中奈米碳管的延伸方向垂直於所述基板103的表面。
所述超順排奈米碳管陣列中奈米碳管的延伸方向基本相同。當然，該超順排奈米碳管陣列中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對超順排奈米碳管陣列中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。該超順排奈米碳管陣列中基本不含有雜質，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。該超順排奈米碳管陣列中的奈米碳管彼此通過凡得瓦力緊密接觸形成陣列。該超順排奈米碳管陣列的尺寸、厚度及表面的面積不限，根據實際需要進行限定。所述超順排奈米碳管陣列的製備方法已為眾多前案公開，例如可參閱馮辰等人在2010年7月11日公告的台灣專利TWI327177。當然，所述奈米碳管陣列並不限定於所述超順排奈米碳管陣列，也可以為其它奈米碳管陣列。
所述奈米碳管網路結構中奈米碳管之間形成的網孔非常小，為微米級。所述奈米碳管網路結構可以是奈米碳管海綿體、奈米碳管膜狀結構、奈米碳管紙、或者由複數個奈米碳管線編制或纏繞在一起形成的網路結構等。當然，所述奈米碳管網路結構並不限定於所述奈米碳管海綿體、奈米碳管膜狀結構、奈米碳管紙、或者由複數個奈米碳管線編織或纏繞在一起形成的網路結構，也可以為其它奈米碳管網路結構。
所述奈米碳管海綿體是由複數個奈米碳管相互纏繞形成的海綿狀奈米碳管宏觀體，該奈米碳管海綿體為一自支撐的多孔結構。
所述奈米碳管線包括複數個奈米碳管，該複數個奈米碳管之間通過凡得瓦力首尾相連形成一宏觀的線狀結構。所述奈米碳管線可以為非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線。所述非扭轉的奈米碳管線包括複數個沿該非扭轉的奈米碳管線長度方向排列的奈米碳管。所述扭轉的奈米碳管線由複數個奈米碳管基本平行排列並沿該扭轉的奈米碳管線的軸向旋轉加撚構成。所述扭轉的奈米碳管線可以通過將所述非扭轉的奈米碳管線的兩端相對回轉形成。在將所述非扭轉的奈米碳管線的兩端相對回轉的過程中，該非扭轉的奈米碳管線中的奈米碳管會沿奈米碳管線的軸向方向螺旋狀排列，且在延伸方向通過凡得瓦力首尾相連，進而形成所述扭轉的奈米碳管線。
所述奈米碳管膜狀結構為複數個奈米碳管膜層疊設置在一起形成，相鄰的奈米碳管膜之間通過凡得瓦力相結合，奈米碳管膜狀結構中的奈米碳管之間存在微小的間隙。所述奈米碳管膜可為一奈米碳管拉膜，一奈米碳管絮化膜，或一奈米碳管碾壓膜。
所述奈米碳管拉膜包括複數個基本相互平行且基本平行於奈米碳管拉膜表面排列的奈米碳管。具體地，所述奈米碳管拉膜包括複數個所述奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連且基本沿同一方向擇優取向排列。所述奈米碳管拉膜可通過從奈米碳管陣列中直接拉取獲得，為一自支撐結構。由於該自支撐結構的奈米碳管拉膜中大量奈米碳管通過凡得瓦力相互吸引，從而使奈米碳管拉膜具有特定的形狀，形成一自支撐結構。所述奈米碳管拉膜的厚度為0.5奈米~100微米，寬度與拉取該奈米碳管拉膜的奈米碳管陣列的尺寸有關，長度不限。所述奈米碳管拉膜的結構及其製備方法請參見范守善等人申請，於2011年8月01日公告的台灣專利TWI346086。為節省篇幅，僅引用於此，但所述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。所述奈米碳管拉膜中多數奈米碳管是通過凡得瓦力首尾相連。某一實施例中，所述奈米碳管膜狀結構由多層奈米碳管拉膜層疊且交叉形成，相鄰的奈米碳管拉膜中的奈米碳管之間具有一交叉角度α，且該交叉角度α大於0度且小於等於90度，所述複數個奈米碳管拉膜中的奈米碳管相互交織形成一網狀的膜結構。
所述奈米碳管絮化膜包括複數個相互纏繞且均勻分佈的奈米碳管。所述奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引、纏繞，形成網路狀結構，以形成一自支撐的奈米碳管絮化膜。所述奈米碳管絮化膜各向同性。該奈米碳管絮化膜可通過對一奈米碳管陣列絮化處理而獲得。所述奈米碳管絮化膜的結構及製備方法請參見范守善等人於2007年5月11日申請，並於2011年06月1日公告的台灣專利TWI342864。為節省篇幅，僅引用於此，但所述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。
所述奈米碳管碾壓膜包括複數個奈米碳管無序排列、沿一個方向擇優取向排列或沿複數個方向擇優取向排列，相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力結合。該奈米碳管碾壓膜可以採用一平面壓頭沿垂直於上述奈米碳管陣列生長的基底的方向擠壓上述奈米碳管陣列而獲得，此時所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管無序排列，該奈米碳管碾壓膜各向同性；所述奈米碳管碾壓膜也可以採用一滾軸狀壓頭沿某一固定方向碾壓上述奈米碳管陣列而獲得，此時所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管在所述固定方向擇優取向；所述奈米碳管碾壓膜還可以採用滾軸狀壓頭沿不同方向碾壓上述奈米碳管陣列而獲得，此時所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管沿不同方向擇優取向。所述奈米碳管碾壓膜的結構及製備方法請參見范守善等人於2007年6月29日申請，於2010年12月21日公告的台灣專利TWI334851。為節省篇幅，僅引用於此，但所述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。
所述奈米碳管紙包括複數個基本沿同一方向延伸排列的奈米碳管，且該複數個奈米碳管在其延伸方向通過凡得瓦力首尾相連，且所述複數個奈米碳管基本平行於該奈米碳管紙的表面設置。所述奈米碳管紙的結構及製備方法請參見范守善等人於2011年12月26日申請，於2015年7月11日公告的台灣專利TWI491561。為節省篇幅，僅引用於此，但所述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。
由於所述奈米碳管結構比較純淨，奈米碳管結構中奈米碳管的比表面積比較大，奈米碳管結構本身具有很大的粘性，因此，所述奈米碳管結構可以通過自身的粘結力固定在所述基板103的表面上。可以理解，為了使所述奈米碳管結構更好的固定在所述基板103的表面，所述奈米碳管結構也可以通過一膠粘劑固定在所述基板103的表面上。本實施例中，所述奈米碳管結構比較純淨，奈米碳管結構中奈米碳管的比表面積比較大，奈米碳管結構通過自身的粘結力固定在所述基板103的表面上。
由於電子束的能量越高，其在多孔碳材料層102中的穿透深度越深，反之，穿透深度越淺。對於能量小於等於20 keV的電子束，所述多孔碳材料層102的厚度範圍優選為200微米到600微米，在該厚度範圍內，電子束即不容易穿透多孔碳材料層102，也不容易從多孔碳材料層102中反射出去，在該範圍內多孔碳材料層102對電子的吸收率比較高。更優選的，所述多孔碳材料層104的厚度為300-500微米。更優選的，所述多孔碳材料層102的厚度範圍為250-400微米。
請參閱圖3，當所述多孔碳材料層102為超順排奈米碳管陣列時，所述電子束檢測裝置10對電子吸收率隨超順排奈米碳管陣列高度的變化曲線。由圖中可以看出，隨著超順排奈米碳管陣列高度的增加，電子束檢測裝置10對電子吸收率增大，當超順排奈米碳管陣列的高度在500微米左右時，所述電子束檢測裝置10對電子吸收率在0.95以上，基本上接近1.0；當超順排奈米碳管陣列的高度超過540微米左右時，隨著超順排奈米碳管陣列的高度的繼續增加，電子束檢測裝置10對電子吸收率基本無變化。當所述多孔碳材料層102為超順排奈米碳管陣列時，所述超順排奈米碳管陣列的高度優選為400-540微米。
所述基板103優選為一平整結構。該基板103的材料為絕緣材料。例如，玻璃、塑膠、矽片、二氧化矽片、石英片、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、矽、形成有氧化層的矽、石英等。所述基板103的形狀和尺寸根據實際需要進行設計。本實施例中，所述基板103為一長方體的矽基板。
可以理解，所述基板103是一個可選擇元件，並不是必需的。請參閱圖4，例如在某實施例中，所述電子束檢測裝置10中不包括所述基板103，所述多孔碳材料層102直接設置在法拉第杯105的上表面，且多孔碳材料層102中的第一通孔1021與法拉第杯105的開口1051貫通設置。
所述圖像顯示器104用於根據多孔碳材料層102中產生的電荷多少形成顏色不同的圖像，根據圖像顯示器104中不同顏色的圖像即可得到待測電子束的圖像。所述圖像顯示器104的型號根據實際需要選擇。本實施例中，所述圖像顯示器104為一LCD顯示器。
所述電子束檢測裝置10可進一步包括一電錶106，該電錶106包括第一接線柱和第二接線柱，其中，第一接線柱與所述多孔碳材料層102電連接，第二接線柱接地。所述電錶106用於對多孔碳材料層103中產生的電荷進行測試並進行數值轉換形成一電信號。所述電錶104可以為電流錶或電壓表等。本實施例中，所述電錶106為一電流錶，用於測試所述多孔碳材料層102中的電荷產生的電流值。
所述電子束檢測裝置10在使用時，將電子束檢測裝置10放置於一真空腔室內，通過待測電子束相對於多孔碳材料層102移動實現待測電子束對多孔碳材料層102進行二維掃描。待測電子束二維掃描多孔碳材料層102可以通過移動待測電子束實現，也可以通過移動多孔碳材料層102、基板103以及法拉第杯105實現。本實施例中，通過移動待測電子束，使得待測電子束對多孔碳材料層102進行二維掃描，所述待測電子束的運動軌跡為複數個平行線，例如“
Figure 02_image001
”。該複數個平行線之間可以等間距或者不等間距。當然，所述待測電子束的移動方向並不限定於本實施例中的複數個平行線，所述待測電子束的移動方向可以跟據實際需要進行選擇，只要能夠實現二維掃描即可。例如，在某一實施例中，所述待測電子束的運動軌跡為蛇形“
Figure 02_image003
”。在某一實施例中，所述待測電子束分別沿第一方向和第二方向移動，第一方向和第二方向交叉。在另一實施例中，所述電子束分別沿X直線和Y直線平移，X直線和Y直線垂直。
在檢測電子束時，待測電子束進入到真空腔室，通過使所述待測電子束與所述多孔碳材料層102相對移動，進而實現待測電子束對多孔碳材料層102進行掃描，當整個待測電子束均打到所述多孔碳材料層102上時，待測電子束中的電子會在多孔碳材料層102結構中的複數個碳材料顆粒之間的微小間隙間進行多次折射、反射，而不能從多孔碳材料層中發射出去，此時，所述多孔碳材料層對電子的吸收率能夠達到99.99%以上，幾乎可以達到100%，可以看成是電子的絕對黑體。因此，當整個待測電子束均打到所述多孔碳材料層102上時，整個電子束中的電子均被多孔碳材料層102吸收，多孔碳材料層102中產生的電荷最多，此時圖像顯示器104得到的圖像顏色也最深。而當待測電子束部分打到多孔碳材料層102上，另外一部分打到第一通孔1021中時，打到第一通孔1021中的部分電子束通過第二通孔1031以及開口1051進入到所述法拉第杯105中，此時相比於電子束全部打到多孔碳材料層102上時，多孔碳材料層102中產生的電荷會減少，此時圖像顯示器104中得到的圖像顏色也變淺。而且打到第一通孔1021中的電子束越多，多孔碳材料層102中產生的電荷越少，由於所述第一通孔1021的橫截面積小於等於待測電子束的橫截面積，當所述第一通孔1021全部被待測電子束覆蓋時，打到多孔碳材料層102中的電子束最少，此時所述多孔碳材料層102中產生的電荷最少，圖像顯示器104得到的圖像顏色最淺。而且圖像顯示器中，當有待測電子束打到第一通孔1021中時和待測電子束全部打到多孔碳材料層102上時，圖像顯示器104中的顏色差別很明顯，用肉眼非常容易進行分辨。當待測電子束對多孔碳材料層102進行二維掃描時，就可以很容易的根據圖像顯示器104中的顏色差別得到待測電子束的尺寸和形貌。
本實施例中，所述多孔碳材料層102為一超順排奈米碳管陣列。請參閱圖5，為所述超順排奈米碳管陣列的形貌圖，該形貌圖像中，中間顏色較淺的圖像為超順排奈米碳管陣列的第一通孔1021部分，其它顏色較深的圖像為超順排奈米碳管陣列中的奈米碳管部分。根據圖5可以得到本實施例中第一通孔1021的尺寸大概為20微米。
請參閱圖6，為採用本實施例中的電子束檢測裝置10檢測待測電子束時得到的待測電子束的電子束斑的形貌，圖像顯示器104得到的圖像中，中間顏色較淺，其它部分顏色較深，而且兩種顏色差別很大，用肉眼十分容易分辨出來。其中，中間顏色較淺的圖像為待測電子束的圖像，有圖中可以看出，該電子束斑的最大直徑大概是300多微米。
請參閱圖7，本發明第二實施例還提供一種採用上述電子束檢測裝置10的電子束的檢測方法，該電子束的檢測方法包括以下步驟： 步驟S1，提供所述電子束檢測裝置10； 步驟S2，使待測電子束相對於所述多孔碳材料層102移動；以及 步驟S3，觀察所述圖像顯示器104中的圖像，根據圖像的顏色得到待測電子束的圖像。
步驟S1中，所述電子束檢測裝置10為第一實施例中的電子束檢測裝置10，其包括第一實施例中電子束檢測裝置10的所有技術特徵，在此不再贅述。
步驟S2中，將電子束檢測裝置10中的所述多孔碳材料層102，基板103以及法拉第杯105均放置於一真空腔室內。使待測電子束相對於所述多孔碳材料層102移動，進而實現待測電子束對所述多孔碳材料層102進行二維掃描。所述待測電子束相對於所述多孔碳材料層102移動可以通過移動待測電子束實現，也可以通過移動多孔碳材料層102、基板103以及法拉第杯105實現。本實施例中，通過移動待測電子束，使得待測電子束對多孔碳材料層102進行二維掃描，所述待測電子束的運動軌跡為“
Figure 02_image001
”。當然，所述待測電子束的移動方向並不限定於本實施例中的“
Figure 02_image001
”，所述待測電子束的移動方向可以跟據實際需要進行選擇，只要能夠實現二維掃描即可。例如，在某一實施例中，所述待測電子束的運動軌跡為蛇形“
Figure 02_image003
”。在某一實施例中，所述待測電子束分別沿第一方向和第二方向移動，第一方向和第二方向交叉。在另一實施例中，所述電子束分別沿X直線和Y直線平移，X直線和Y直線垂直。
步驟S3中，當整個待測電子束均打到所述多孔碳材料層102上時，整個電子束中的電子均被多孔碳材料層102吸收，多孔碳材料層102中產生的電荷最多，此時圖像顯示器104得到的圖像顏色也最深。而當待測電子束部分打到多孔碳材料層102上，另外一部分打到第一通孔1021中時，打到第一通孔1021中的部分電子束通過第二通孔1031以及開口1051進入到所述法拉第杯161中，此時相比於電子束全部打到多孔碳材料層102上時，多孔碳材料層102中產生的電荷會減少，此時圖像顯示器104中得到的圖像顏色也變淺。而且打到第一通孔1021中的電子束越多，多孔碳材料層102中產生的電荷越少，由於所述第一通孔1021的橫截面積小於等於待測電子束的橫截面積，當所述第一通孔1021全部被待測電子束覆蓋時，打到多孔碳材料層102中的電子束最少，此時所述多孔碳材料層102中產生的電荷最少，圖像顯示器104得到的圖像顏色最淺。而且圖像顯示器中，當有待測電子束打到第一通孔1021中時和待測電子束全部打到多孔碳材料層102上時，圖像顯示器104中的顏色差別很明顯，用肉眼非常容易進行分辨。
本發明所提供的電子束檢測裝置採用多孔碳材料層，使用時通過待測電子束相對於多孔碳材料層移動，使得照射在多孔碳材料層上的電子束的大小發生變化，然後根據圖像顯示器上的圖像顏色即可得到電子束的圖像，電子束檢測裝置的結構以及檢測方法都非常簡單。而且，由於多孔碳材料層對電子的吸收率幾乎可以達到100%，可以稱為電子黑體，因此，當電子束全部照射到多孔碳材料層上和沒有或部分照射到多孔碳材料層上時，圖像顯示器中的圖像顏色會有很大的區別，用肉眼很容易辨別出來。因此，本發明的電子束檢測裝置以及採用該電子束檢測裝置的檢測方法的檢測精確度也非常高。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10:電子束檢測裝置 101:真空腔室 1011:入口 102:奈米碳管結構 1021:第一通孔 103:基板 1031:第二通孔 104:圖像顯示器 105:法拉第杯 1051:開口 106:電錶
圖1為本發明第一實施例提供的電子束檢測裝置的結構示意圖。
圖2為本發明第一實施例提供的電子束檢測裝置的拆分結構示意圖。
圖3當多孔碳材料層為超順排奈米碳管陣列時，圖1中的所述電子束檢測裝置對電子吸收率隨超順排奈米碳管陣列高度的變化曲線。
圖4為本發明某實施例提供的多孔碳材料層直接設置在法拉第杯表面的結果示意圖。
圖5為本發明實施例提供的電子束檢測裝置中的超順排奈米碳管陣列的形貌圖。
圖6為採用圖1中所述電子束檢測裝置檢測待測電子束時得到的圖像照片。
圖7為本發明第二實施例提供的電子束檢測方法的流程圖。
無
10:電子束檢測裝置
101:真空腔室
1011:入口
102:奈米碳管結構
1021:第一通孔
103:基板
1031:第二通孔
104:圖像顯示器
105:法拉第杯
1051:開口
106:電錶

Claims (10)

  1. 一種電子束檢測裝置，包括： 一多孔碳材料層，所述多孔碳材料層具有一貫穿其厚度方向的通孔，該通孔的橫截面積小於等於待測電子束的橫截面積，該多孔碳材料層由複數個碳材料顆粒組成，該複數個碳材料顆粒之間存在奈米級或微米級間隙； 一法拉第杯，該法拉第杯設置於所述多孔碳材料層下方，該法拉第杯具有一開口，該開口與所述奈米碳管多孔層的通孔貫通設置；以及 一圖像顯示器，該圖像顯示器與所述多孔碳材料層電連接，該圖像顯示器根據多孔碳材料層中產生的電荷多少形成顏色不同的圖像，根據圖像顯示器中圖像的顏色得到待測電子束的圖像。
  2. 如請求項1所述之電子束檢測裝置，其中，所述碳材料顆粒包括奈米碳管、碳纖維、碳奈米線、碳微米球或碳奈米球中的一種或多種。
  3. 如請求項1所述之電子束檢測裝置，其中，所述多孔碳材料層為奈米碳管陣列或者奈米碳管網路結構。
  4. 如請求項3所述之電子束檢測裝置，其中，所述奈米碳管網路結構為一奈米碳管海綿體、奈米碳管膜狀結構、奈米碳管紙或者由複數個奈米碳管線編織或纏繞在一起形成的網路結構。
  5. 如請求項1所述之電子束檢測裝置，其中，進一步包括一基板，該基板具有一基板通孔，所述多孔碳材料層設置在該基板的表面，且所述多孔碳材料層的通孔、基板通孔以及法拉第杯的開口貫通設置。
  6. 如請求項5所述之電子束檢測裝置，其中，所述多孔碳材料層為超順排奈米碳管陣列，該超順排奈米碳管陣列中奈米碳管的延伸方向垂直於所述基板的表面。
  7. 如請求項1所述之電子束檢測裝置，其中，所述多孔碳材料層中通孔之外的碳材料顆粒部分為一電子黑體，該碳材料顆粒部分對電子的吸收率達到99.99%以上。
  8. 如請求項1所述之電子束檢測裝置，其中，進一步包括一電錶，該電錶包括一第一接線柱和第二接線柱，該第一接線柱與所述多孔碳材料層電連接，該第二接線柱接地。
  9. 一種電子束檢測方法，包括以下步驟： 步驟S1，提供所述請求項1～8中任一項的電子束檢測裝置； 步驟S2，使所述待測電子束相對於所述多孔碳材料層移動；以及 步驟S3，觀察所述圖像顯示器中的圖像，根據圖像的顏色得到待測電子束的圖像。
  10. 如請求項9所述之電子束檢測方法，其中，步骤S2中，通过移动待测电子束，使得待测电子束对所述多孔碳材料层进行二维扫描，所述待测电子束的运动轨迹为多个平行线。
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