Устройство для измерения распределения потенциала и градиента потенциала в электронных приборах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Coes Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.1Ч.1969 (№ 1331313/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 17.111,1970. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 28 Ч11.1970

Кл. 21g, 36

Комитет по делам нзобретвниР H открытиР при Совете Министров

СССР

МПК Н 05h

УДК 632.384.622

Ol !(1

088.8) " "i (Автор изобретения

С. И. Павлов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОТЕНЦИАЛА И ГРАДИЕНТА ПОТЕНЦИАЛА

В ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРАХ

Изобретение относится к вспомогательной аппаратуре ускорителей.

В существующих устройствах для измерения распределения потенциала и градиента потенциала в электронных приборах используется анализ энергии ионов, возникающих вследствие ионизации исследуемым электронным пучком остаточных газов. Такие устройства содержат электрод для вытягивания ионов через отверстие в коллекторе электронов. Вытягивающий электрод имеет щелевое отверстие, за которым находится коллектор ионов в виде цилиндра Фарадея, служащий для анализа энергии ионов путем снятия тормозных характеристик ионного тока.

В этом устройстве на коллектор ионов поступают ионы со сего участка монотонного изменения потен иала вдоль пучка электронов, и поэтому рудно точно определить место образования ионов определенной энергии.

Предлагаемое устройство обеспечивает большую точность измерения распределения потенциала. Все величины, требуемые для определения потенциала, измеряются непосредственно в процессе опыта. Повышение точности достигается тем, что строго фиксируется место образования ионов, на пути пучка нейтральных частиц установлен модулятор пучка, например, в виде механического прерывателя, а источник пучка нейтральных частиц и регистратор ионов установлены на раздельно действующих механизмах перемещения.

На чертеже представлено описываемое устройство.

Устройство содержит источник 1 пучка нейтральных частиц, создающий пучок 2 атомов или молекул, пересекающих исследуемый электронный пучок 8 в поперечном направлении. Часть атомов пучка ионизируется и

10 попадает в виде ионов в регистратор ионов, содержащий коллиматор 4, анализатор б энергии, анализатор б массы ионов и детектор 7. Для облегчения выделения ионов из пучка на фоне ионов остаточных газов в уст15 ройство введен модулятор 8 интенсивности атомного пучка, например, в виде механического прерывателя. Чтобы иметь возможность измерять потенциал в любой точке прибора, где проходит электронный пучок, устройство

20 содержит систему 9 перемещения источника нейтральных частиц вдоль и поперек пучка электронов и систему 10 перемещения регистратора в плоскости, проходящей через ось пучка электронов перпендикулярно пучку

25 атомов.

Ионы, образовавшиеся в точке А прибора, ускоряются в направлении убывания потенциала. Если на пути ионов поместить регистратор, в котором имеется анализатор энергии, 32 например, использующий торможение или от266102

Составитель Б. Попов

Редактор И, Г. Михайлова Техред А. А. Камышиикова Корректор А. И, Зимина

Заказ 1929 5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнпография, пр. Сапунова, 2 клонение ионов электрическим полем, то можно определить величину энергии ионов в разброс этой энергии. По величине энергии ионов находят потенциал точки А. Разброс энергии ионов служит мерой градиента потенциала в точке А.

Необходимо, чтобы пучок нейтральных частиц давал ионы, которые отличаются от ионов остаточных газов. С этой целью в качестве рабочего вещества пучка используются вещества с низкой упругостью пара, в обычных условиях находящиеся в твердой фазе, например металлы (свинец, кадмий, калий, рубидий и т. д,). Возможно применение жидкостей с низкой упругостью пара, например ртути.

В указанных случаях требуется, чтобы вещество пучка нейтральных частиц не присутствовало в заметной концентрации в составе остаточных газов. Выделение ионов пучка из ионов остаточных газов может осуществляться при помощи анализатора масс, например при помощи масс-спектрометра магнитного или радиочастотного типа.

В качестве рабочего вещества могут быть использованы вещества с высокой упругостью пара или газы, В этом случае пучок модулируется по интенсивности и регистрируется только переменная составляющая тока ионов, по частоте и фазе совпадающая с изменением интенсивности зондирующего пучка. В последнем случае наличие масс-анализатора существенно снижает уровень фона и повышает отношение полезного сигнала к шуму, что позволяет использовать в качестве вещества пучка газ, например криптон или ксенон, сильно отличающийся по массе от газов, обычно содержащихся в вакуумной системе (водород, азот, углекислый газ, метан и т. д.).

Устройство позволяет измерять потенциал

5 не только на оси пучка, но также и на некотором расстоянии от оси.

Для измерения потенциала вне оси при помощи предлагаемого устройства производится смещение пуска нейтральных частиц на треl0 буемое расстояние от оси, а регистратор перемещается в плоскости, проходящей через ось пучка электронов и перпендикулярной пучку нейтральных частиц, до тех пор, пока в него не попадут ионы из пучка, Очевидно, 15 что указанные ионы образуются в точке пересечения пучка нейтральных частиц с плоскостью, в которой перемещается регистратор, следовательно, можно определить потенциал и его градиент в этой точке.

Предмет изобретения

Устройство для измерения распределения потенциала и градиента потенциала в электронных приборах, содержащее источник пуч25 ка нейтральных частиц и регистратор ионов, состоящий из анализатора энергии частиц, коллиматора и детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения потенциала во всем пространстве, занятом

З0 пучком заряженных частиц, на пути пучка нейтральных частиц установлен модулятор пучка, например, в виде механического прерывателя, а источник пучка нейтральных частиц и регистратор ионов установлены на

35 раздельно действующих механизмах перемещения.