Электростатический анализатор энергий заряженных частиц

 

Изобретение относится к устройствам для энергетического анализа заряженных частиц, в частности к электростатическим анализаторам типа цилиндрического зеркала и может быть использовано в растровой электронной и ионной спектроскопии. Сущность изобретения: электростатический анализатор энергий заряженных частиц содержит источник 6 заряженных частиц, коаксиально расположенные цилиндрические наружный электрод 1 и внутренний электрод 2, выполненный с входным 3 и выходным 4 кольцевыми окнами, диафрагму с кольцевой щелью 12 и приемник 7 заряженных частиц Кольцевая щель 12 диафрагмы образована соосно расположенными полыми цилиндрами 8 и 10 различного диаметра . При этом по меньшей мере один из цилиндров выполнен подвижным вдоль общей оси анализатора, а цилиндр меньшего диаметра установлен перед приемником заряженных частиц. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 01 J 49/44

ГОсудАРстВеннОе пАтентнОе

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4910933/21 (22) 13.02..91 (46} 07.07.93. Бюл. ¹ 25 (71) Научно-исследовательскчй технологический институт (72) Г.A.ßêóøå8 (56) Фирма PHT модель 15-255G, 1975.

Козлов И.Г. Методы энергетического анализа электронных потоков. — M.: 1971, с.86-98.

Авторское свидетельство СССР № 1302353, кл. Н 01 J 49/46, 1985. (54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ЭНЕРГИЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к устройствам для энергетического анализа заряженных частиц, в частности к электростатическим анализаторам типа цилиндрического зерка,5U,, 1826089 А1 ла и может быть использовано в растровой электронной и ионной спектроскопии. Сущность изобретения; электростатический анализатор энергий заряженных частиц содержит источник 6 заряженных частиц, коаксиально расположенные цилиндрические наружный электрод 1 и внутренний электрод 2, выполненный с входным 3 и выходным 4 кольцевыми окнами, диафрагму с кольцевой щелью 12 и приемник 7 заряженных частиц. Кольцевая щель 12 диафрагмы образована соосно расположенными полыми цилиндрами 8 и 10 различного диаметра. При этом по меньшей мере один из цилиндров выполнен подвижным вдоль общей оси анализатора, а цилиндр меньшего Я диаметра установлен перед приемником заряженных частиц, 2 ил, 1826089

Изобретение относится к устройствам для энергетического анализа заряженных частиц, в частности к электростатическим анализаторам типа "цилиндрическое зеркало", и может быть использовано, например, в растровой электронной и ионной спектроскопии.

Цель изобретения — обеспечение плавного регулирования энергетического разрешения анализа от нулевого значения.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый анализатор отличается от известного тем, что выходная кольцевая регулируемая диафрагма, расположенная в районе перетяжки пучка заряженных частиц, выполнена в виде двух подвижных вдоль общей оси цилиндров, при этом торцовые кромки цилиндра меньше диаметра имеют вазможность коаксиально заходить во внутрь торцовой части цилиндра большего диаметра, и цилиндр меньшего диаметра расположен перед приемником заряженных частиц. Это позволяет производить нулевую отсечку пучка заряженных частиц, так, что заряженные частицы не имеют возможность просочиться в сторону приемника, и позволяет осуществить плавную регулировку энергетического разрешения в районе наименьших (высоких) их значений, что особенно важно, На фиг.1 показана схема предлагаемого анализатора; на фиг.2 — диафрагма и траектория проходящих через нее заряженных частиц.

Устройство состоит (фиг.1) иэ наружного цилиндрического электрода 1, внутреннего цилиндрического электрода 2 с входным

3 и выходным 4 апертурными кольцевыми окнами, затянутыми металлическими мелкоструктурными сетками, изолирующих торцовых систем 5 защиты, источника 6 заряженных частиц (исследуемого образца) и приемника 7 заряженных частиц (коллектора).

Кроме того, в устройство входит полый цилиндр 8, установленный на внутреннем цилиндре 2 подвижно вдоль оси с помощью штока 9, полый цилиндр 10, закрепленный на пластине 11. Торцы цилиндров 8 и 10 ограничивают образуемую между ними кольцевую щель 12 выходной диафрагмы.

Общая ось электродной системы анализатора -13.

Пластина 11 скреплена со штоком 14, служащим совместно с коромыслом 15 ддя перемещения цилиндров 8, 10 вдоль оси 13.

На чертежах показаны также крайние траектории заряженных частиц, определяющие входной конический пучок.

В подобных анализаторах при уменьшении или увеличении щели выходной диафрагмы, соответствующем изменению полезного сигнала, происходит соответственно изменение фона, образующегося, например, эа счет паразитной вторичной эмиссии с электродов анализатора. В результате достигаются . высокие значения разрешения анализатора (менее 0,2 мас.,) без существенного усложнения конструкции анализатора и беэ ввода дополнительной аппаратуры.

Анализатор работает следующим образом.

Расходящийся от источника 6 пучок заряженных частиц через входное окно 3 попадает в область анализирующего тормозящего поля между цилиндрами 1 и 2, Отклоненные полем заряженные частицы выходят из области анализирующего поля через выходное окно 4 и через кольцевую щель 12, образованную между торцами цилиндров 8 и 10, попадают в приемник 7 заряженных частиц.

Перемещение штока 14. скрепленного пластиной 11, в ту или иную сторону вызывает перемещение цилиндра 10 в том же направлении, а через коромысло 15 и шток

9 вызывает перемещение цилиндра 8 — в противоположном направлении вдоль общей оси 13 и тем самым позволяет плавно

20 изменять кольцевой зазор Л(см, фиг.2) выходной диафрагмы, При этом цилиндр меньшего диаметра 10, расположенный перед приемником заряженных частиц 7, имеет возможность входить торцовой кромкой внутрь полого цилиндра 8 большегодиаметра (на фиг.2 показано пунктиром), образуя совместно с пластиной 11 перекрытие типа

"замок" в направлении к приемнику заряженных частиц 7, что приводит к нулевой

30 (полной) отсечке потока заряженных частиц от приемника 7, В результате этого достигается плавное изменение энергетического разрешения анализатора от нулевого значения, 35 При изменении размера щели, выходной диафрагмы между цилиндрами 8 и 10 необходимо, чтобы щель 12 совпадала с плоскостью наименьшего сечения пучка заряженных частиц — его фокальной плоскостью.

40 Если для осуществления плавного изменения размера кольцевого зазора Ь выполнена подвижной только одна из частей диафрагмы (только цилиндр 8 или только цилиндр 10), то необходимо соответственно

45 перемещать и образец 6 в осевом направлении.

1826089

Анализатор надежен в эксплуатации и технологичен в изготовлении.

Составитель Г. Якушев

Техред М. Моргентал Корректор О. Густи

Редактор Е. Рошкова

Заказ 2320 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Электростатический анализатор энергий заряженных частиц, содержащий источник заряженных частиц, коаксиально расположенные цилиндрические наружный и внутренний электроды, причем внутренний электрод выполнен с входным и выходным апертурными кольцевыми окнами, приемник заряженных частиц и расположенную перед ним диафрагму, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения регулирования и повышения разрешающей

5 способности и чувствительности анализатора, диафрагма выполнена в виде двух соосных полых цилиндров различного диаметра, установленных воэможностью взаимного перемещения, причем цилиндр меньшего

10 диаметра установлен перед приемником заряженных частиц.