Электростатический энергоанализатор с угловым разрешением

% (11) Р 1)5 Н 01 Л 49 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) 1 ап Ноог Н,А. ей а 1. Розгхопяепя 1 Ые Эе 1;есГог Яуягета Йог апд 1 егеяо 1 чей Е 1 ессгоп Яресгоясорз юхСЬа Су 1 пс 1 гхса 1 111 ггог апа 1 угег.д. РЬуя. Е: Яс . 1 пзггив., 1980,13., д 4, р. 409-414,Кпарр еС а 1. Иос 11 КхсайоцоГ аСУ 1 1 п(11 ч са 1 И гго апа 1 УЯег Г,огап 81 е-гезо 1 лед е 1 ессгоп ЯресСгоясору. - 2 е.г. Яс 1. Тпя 1:гцш., 1982,ъ. 53, У 6, р. 781-784.(57) Изобретение относится к устройИзобретение отнссится к устройствам для анализа распределения заряя;енных частиц по энергиям и углам, вчастности к днсперсионйьщ электростатическим анализаторам, и можетбыть использовано прн физико-химическом анализе твердого тела в вакууме,Пелью изобретения является сокращение времени измерений путем обеспечения независимой .плавной регулировки границ обоих линейных угловсобирания энергоанализатора,На фиг, 1 представлена схемаэлектростатического энергоанализатора на Фиг, 2 - схема блока заслонок, разрез, на Фиг., 3 - пространственное распределение электронов образствам для анализа распределениязаряженных частиц и может быть использовано при физико-химическоманализе твердого тела в вакууме. Целью изобретения является сокращениевремени измерений путем обеспечениянезависимой и плавной регулировкиграниц обоих линейных углов собирания энергоанализатора. Изобретениезначительно расширяет функциональныевозможности энергоанализатора за счене только исслецования свойств поверхности образцов, но и осуществления,послойного контроля распределениэлементов без разрушения исследуемыхобразцов так как в процессе анализане требуется разрезать образец и приготовлять косой шлиф или стравливатькаждый последую 1 юш слой. 3 ил. ца при режиме раооты анализатора с разрешением по углу.Устройство содержит источник 1 заряже:чых частиц (образец), цилиндрическо: зеркало 2, состоящее из внутреннего цилиндрического электрода 3 и наружного цилиндрического электрода 4, Внутренний цилиндрический электрод 3 имеет входную 5 и выходчую кольцевые прорези, За цилиндрическими электродами 3 и 4 установлены диафрагмаи коллектор 8, Во внутреннем цилиндрическом электроде 3 установлены электронная пушка 9 иблок 10 заслонок, В блок 10 заслонок входят две заслоня 1 11 и 12 в вице, полых цилиндрическ : барабанов, имею 1 б 9891 щих на боковой стенке прорези 13 и14 в форме кольцевых секторов.В блок 10 заслонок также входятопоры 15 качения и цилиндрический кар кас 1 б, с помощью которых установленызаслонки 11 и 12, Кроме того, к блоку10 заслонок относятся полый вал 17с ведущей шестерней 18 и вал 19 с ведущей шестерней 20, Цилиндрический 0каркас 16 имеет прорези 21, соответствующие входнои кольцевой прорези 5внутреннего цилиндрического электрода 3.Цилиндрические заслонки-барабаны 511 и 12 снабжены зубчатки венцами,взаимодействующими с соответствующимиведущими шестернями 18 и 20, Вал 1и шестерня 18 передают вращательноедвижение заслонке 12 и поступательное 20перемещение блоку 10 заслонок. Вал 19и шестерня 20 передают ьращательноедвижение заслонке 11, От проворотаакаркас 1 б предохраняет направпяющийштифт 22. 25Устройство работает следующим образом.При работе анализатора в режимеинтегрирования по углу блок 10 заслонок (показан пунктиром) отодвинут 30от входной кольцевой прорези 5, гдеон не перекрывает поток электронов,Электроны, эмитируемые источником1, расположенным на оси К, под воздействием, например, растровой электронной пушки 9, пройдя входную кольцевую прорезь 5 во внутреннем цилиндре 3, проходят область цилиндрического зеркала 2, работающего в режимефокусировки Ось-Ось фокусируютсяна ось симметрии 7, где расположеныдиафрагма 7 и коллектор 8, Во внутреннем цилиндре 3 имеется выходнаякольцевая прорезь 6, через которуюэлектроны выходят из .зеркала 2. Огибающая траекторий электронов показана пунктирными линиями,Принимаемый анализатором потокэлектронов. определяется отверстиями,через которые электроны проходят вовнутренний цилиндр анализатора и выходят из него, Этот поток имеет форму полого конуса со средним угломполураствора 42,3" и угловой толщиной 12 , ДиаФрагма 7 служит для определения пространственного и энергетического разрешения анализатора,При работе с разрешенисм по углублок 10 заслонок располагается между 7ЛОБразцом 1 и.входной кольцевой про:резью 5 во внутреннем цилиндре 3 анализатора. Заслонки 11 и 12 закрываютпрорезь 5, перекрывая поток электронов, за исключением тех из них, которые проходят через выбранное отверстие между краями цилиндрических заслонок 11 и 12Поворачивая заслонки11 и 12 в ту или иную стррону путемвращения валов 17 и 19, можно выбратьлюбой сектор из конуса эмиссии, а регулируя ширину щели В между краямизаслонок 11 и 12 и линейный угол собирания йК электронов (угловое разрешение) - теоретически от самого малого л, 0 вплоть до 180Перемещение блока 10 заслоноквдоль оси анализатора Е и поворотзаслонок 11 и 12 осуществляется комбинированным сильфонным вводом вращательного и поступательного движений, установленном на торце присоединительного фланца с его внешнейстороны (не показан),Исследуемый образец 1 укрепленна валу, который можно поворачиватьтак, что нормаль к образцу У совпадает с образующей конуса электронного потока, принимаемого анализатором беэ введения блока 10 заслонок,Полярный угол 9 эмитируемых электронов определяется как угол между нормалью к поверхности образца и направлением эмиссии е. Поворотом заслонок11 и 12 можно выбрать любой полярныйугол между О = 0 и 8 .= 84,бо, Путем поворота изменяют азимутальныйугол Ц так, чтобы можно было выделить любой угол эмиссии, поворачиваяОбразец 1 и заслонки 11 и 12. Воэможность изменения углов ( и 6 позволяет снимать угловые зависимости эмиссии образца 1, связанные с его кристаллогеометрической анизотропией, т,е. получать дополнительную информацию. Кроме того, воэможность изменения угла О в достаточно широких пределах при малом Ь 0 - 5-7 позволяет проводить неразрушающий анализ элементного (химического) состава по глубине, посколькуГ =фсозвгде Г - глубина анализа;- средняя глубина выходаэлектронов без потери энер- гии, 1698917При изменениив пределах от 0 до 84,6 глубина анализа Ц изменяется в .пределах от ф до 0,0949.5Таким образом, предлагаемый электростатический энергоанализатор позволяет осуществлять плавную регулировку разрешения по углу при различных видах электронной спектроскопии (РЭС, ФЭС, ОЭС) от д 0 до л , т,е,о фактически анализатор позволяет осуществлять плавный переход от режима с высоким разрешением по углу к режиму интегрирования по углам практичес ки по всей полусфере эмиссии, что расширяет возможности микроанализа.Использование данного устройства расширяет функциональные возможности энергоанализатора путем не только исследования свойств поверхности образцов, но и осуществления послойного контроля распределения элементов без разрушения исследуемых образцов, причем сокращается и общее время анализа, так как в процессе анализа не требуется разрезать образец и приготавливать косой шлиф или выводить на поверхность (стравливать) каждыйпоследующий слой.формула изобретенияЭлектростатический энергоанализатор с угловым разрешением, содержащий коаксиально расположенные на оси два полых цилиндрических электрода разных диаметров с кольцевыми входной и выходной прорезями во внутреннем цилиндре, диафрагму и коллектор заряженных частиц, а также заслонку в виде барабана с прорезями с воэможностью движения вдоль оси, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени измерений путем обеспечения независимой и плавной регулировки границ обоих линейных углов собирания энергоанализатора, во внутреннем цилиндре дополнительно размещен второй барабан с прорезями, установленный с возможностью вращения и осевого движения независимо от первого барабана, причем прорези в9 обоих барабанах имеют форму кольцевых секторов.ор Н.Ревска исина Редак Тираж писно каэ а Лроиэводственно-нэдательский комбинат "Латент, г, Ужгород, уя, Гагарина, 10 Составитель КЛеньвиковТехред д,0 щанцк Корр сударственного комитета по иэобретенияи и отк 113035, Москва, Е-Э 5, Рауиская наб д ггияи прн ГКНТ СССР4/5