Анализатор энергии заряженных частиц

3) Опубликовано 30,01.7 ллетеньпо делам изобретений н открытий5) Дата опубликования описаниия 30.01.79 Авторыизобретения Р. Н, Галль, В. А, Павлеи М. Красного Зн кого прибор ной физики В. Бобыкин,, Невинный,(71) Заявител конструкторскоеСР и Институт Р мени специальнстроения АН САН Казахской С Трудового аналитиче рде бю(54) АНАЛИЗАТОР ЭНЕРГИИ шую аберрацию, невозможность большого изменения энергии частиц, так как в этом случае в осесимметричных трубчатых системах объект (фокус) перемещается 5 внутрь электродов, что делает анализаторнер а ботоспосо бным.Цель изобретения - увеличение светимости и упрощение конструкции анализатора.10 Это достигается тем, что электроды электронно-оптической системы выполнены в виде параллельных последовательно расположенных пар плоских пластин, симметричных относительно продольной плоскости 15 анализатора, равноудаленных и изолированных одна от другой, При этом диспергирующие электроды выполнены в виде центральной пары пластин с примыкающей к ней с обеих сторон по крайней мере па рой согласующих пластин, разделенныхпрямолинейными щелевыми зазорами, коллимирующие и фокусирующие электроды выполнены в виде входной и соответственно выходной пары пластин и примыкающей к ним по крайней мере пары согласующих пластин, разделенных криволинейными щелевыми зазорами, а между соответствующими согласующими парами диспергирую 1Изобретение относится к технике анализа заряженных частиц по энергии в электростатических полях.Известны призменныеэнергоанализаторы с коллимирующими и фокусирующими линзами, выполненными в виде квадрупольных систем,1, 2, Эти энергоанализаторы имеют следующие недостатки; сложность изготовления, большое количество электродов, они не позволяют изменять энергйю проходящих через них частиц,Известен наиболее близкий по технической сущности к изобретению анализатор энергии заряженных частиц 31, содержащий источник частиц, электростатическую электронно-оптическую призменную систему с центральными диспергирующими электродами, входными коллимирующими и выходными фокусирующими электродами, и приемник частиц. В качестве входных и выходных электродов в нем используются осесимметричные трубчатые системы,К недостаткам этого ан ализ атор а следует отнести низкую светимость, пропорциональную размеру объекта и апертурным углам в горизонтальной и вертикальной плоскостях расходимости электронного пучка, сложность конструкции, сравнительно больС. П, Карецкая, В, М. Кельман, о, В, А, Расторгуев, Н. А, Холи Шутов5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 щих, коллимирующих и фокусирующих электродов расположены общие пары пластин так, что электронно-оптическая ось системы проходит через центр кривизны коллимирующих и фокусирующих электродов, источник и соответственно приемник частиц образует с боковыми поверхностями диспергирующих электродов угол больше нуля, но меньше 90.На чертеже схематически изображен анализатор заряженных частиц,Он состоит из входной коллимирующей линзы, образованной электродами, выполненными из входной пары пластин 1, пары в виде согласующих пластин 2 и общей пары пластин 3, деспергирующей системы электродов, включающей общую пару пластин 3, центральную пару пластин 4 с примыкающими к ней с обеих сторон парами пластин 5 и 6, общей пары пластин 7, фокусирующей линзы, образованной электродами, выполненными в виде общей пары пластин 7, согласующей пары пластин 8, выходной пары пластин 9, источника 10 частиц и приемника 11.Все электроды имеют свой потенциал, пластины расположены на одинаковом расстоянии от средней продольной плоскости, Пары пластин разделены между собой щелевыми зазорами. Пары пластин 3, 4, 5, 6 и 7 разделены прямолинейными щелевыми зазорами, а пары пластин 1, 2, 3, и 7, 8, 9 - щелевыми зазорами, образованными цилиндрическими поверхностями.Источник 10 заряженных частиц и приемник 11 размещены вне электростатического поля и могут находиться как под различными, так и под одинаковыми потенциалами,Анализатор предлагаемого типа может иметь варианты с ускорением или замедлением заряженных частиц в области центральной пары пластин 4. Электродная система анализатора может быть выполнена геометрически симметричной относительно взаимно перпендикулярных плоскостей системы или симметричной относительно продольной плоскости и несимметричной относительно поперечной плоскости.Работает анализатор следующим образом.Каждая точка источника 10 испускает расходящийся пучок заряженных частиц, Коллимирующая линза, образованная парами пластин 1, 2, 3, коллимирует этот пучок, делая его параллельным, Затем пучок поступает в диспергирующую систему электродов, которая отклоняет частицы в плоскости параллельной средней плоскости на тот или иной угол, в зависимости от их энергии.В плоскости, перпендикулярной к средней, диспергирующая система также сохраняет параллельность падающего на него пучка. Изооражения источника, соответствующие различным энергиям частиц, находятся в фокальпой плоскости фокусирующей линзы, образованной парами пластин 7, 8, 9. В этой плоскости расположена щель приемника 11 заряженных частиц.Предлагаемый анализатор обеспечивает получение высокой разрешающей способности при большой светимости за счет его следующих свойств. Коллимирующая и фокусирующая линзы без существенного сокращения их фокусных расстояний в плоскости дисперсии позволяют уменьшить энергию входящих в призму частиц, что приводит к возрастанию дисперсии анализатора и, следовательно, повышению его разрешения. В то же время фокусные рас стояния в перпендикулярной плоскости значительно сокращаются, что дает возможность хорошо фокусировать пучки с большими углами расходимости в этой плоскости, т. е. существенно увеличить светосилу анализатора. Вследствие малых величин аберраций линз возможно использование пучков с большими углами расходимости также и в плоскости дисперсии, что дополнительно увеличивает светосилу анализатора. Площадь источника может быль большой, В случае применения длинного источника в применяемом анализаторе возможно устранение искривления его изображения,Высокая светимость призменного энерго- анализатора обеспеччвает возможность его использования не только для ожеспектрометров, но особенно для комбинированных рентгено-, фото- и оже- электронных спекг. рометров,Формула изобретения Анализатор энергии заряженных частиц, состоящий из источника частиц, электростатической электронно-оптической системы с центральными диспергирующими электродами, входными коллимирующими и выходными фокусирующими электродами, и приемника частиц, отличающий ся тем, что, с целью увеличения светимо. сти и упрощения конструкции, электроды электронно-оптической системы выполнены в виде параллельных последовательно рас. положенных пар плоских пластин, симмет. ричных относительно продольной плоскости анализатора, равноудаленных и изолированных одна от другой, при этом диспергирующие электроды выполнены в виде цент. ральной пары пластин с примыкающей к ней с обеих сторон по крайней мере нарой согласующих пластин, разделенных прямолинейными щелевыми зазорами, коллимирующие и фокусирующие электроды выполнены в виде входной и соответственно выходной пары пластин и примыкающей к, Сапунова,зим по крайней мере пары согласующих пластин, разделенных криволинейными щелевыми зазорами, а между соответствующими согласующими парами диспергирующих, колл имирующих и фокусирующих электродов расположены общие пары пластин так, что электронно-оптическая ось системы проходит через центр кривизны коллимирующих и фокусирующих электродов, источник и соответственно приемник час 6тиц образует с боковыми поверхностямидиспергирующих электродов угол большенуля; но меньше 90.Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе1. Явор С. Я. и др., ЖТФ, 41, 1839, 1971.2. Денисов Е. П. и др., ЖТФ, 41, 450,1971.3. Кельман В. М. и др., ПТЭ, 1973,3,10 с. 38.