Электронды спектрометр: энергияны талдау арқылы электрондық спектроскопия мен микроскопияны жүзеге асыратын құрал. Құрылымы, қолданылу аймақтары туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Электрондық спектрометр – электрондық спектроскопияның және электрондық микроскопияның түрлі әдістерін жүзеге асыруға қолданылатын құрылғы. Бұл кіріп келетін электрондық сәуленің энергиясын талдауды қажет етеді. Көптеген электрондық спектрометрлер жарты шар пішіндес электрондық энергия талдағышын пайдаланады, онда электрондық сәуле электр немесе магниттік өрістердің әсерінен бұрылады. Жоғары энергиялы электрондар сәуледе аз бұрылады, нәтижесінде кеңістікте энергияның кеңінен тараған диапазоны пайда болады. Электрондық спектрометрлер ғылыми жабдықтардың алуан түрлерінде қолданылады, оның ішінде бөлшектер үдеткіштерінде, трансляциялық электрондық микроскоптарда және астрономиялық спутниктерде.
Device used to perform different forms of electron spectroscopy and electron microscopy
An electron spectrometer is a device used to perform different forms of electron spectroscopy and electron microscopy. This requires analyzing the energy of an incoming beam of electrons. Most electron spectrometers use a hemispherical electron energy analyzer in which the beam of electrons is bent with electric or magnetic fields. Higher energy electrons will be bent less by the beam, this produces a spatially distributed range of energies. Electron spectrometers are used on a range of scientific equipment, including particle accelerators, transmission electron microscopes, and astronomical satellites.
Түрлері
Электрондық спектрометрлер электрон энергиясын ұшу уақытына, тежеу потенциалына (фактически жоғары өткізгіш сүзгі), резонанстық соқтығысуға немесе бұрауыш өрістегі (магниттік немесе электрлік) қисықтығына сүйене отырып анықтай алады. Электростатикалық электрондық спектрометр электр өрісін пайдаланады, ол электрондарды өріс градиенттері бойымен қозғалтады, ал магниттік құрылғылар электрондарды өріске перпендикуляр бұрышта қозғалтады. Магниттік өрістер электрон қозғалысының перпендикуляр бағытында әрекет етеді, осылайша жылдамдықты сақтайды, ал электростатикалық өрістер электрондарды өріс градиенті бойымен қозғалтады. Төртполюстік өрістің суперпозициясы арқылы радиалды фокусты әлсірету арқылы осьтік фокустауға қол жеткізіледі, астигматизм жойылғанға дейін. Айналу симметриясын сәл бұзып, электростатикалық потенциалды сфералық аберрацияның орташа жолы бойында өзгерту арқылы оны азайтуға болады. Изотоптық көзден шыққан барлық электрондар сорылып, бағытталған сәулеге (электрондық тапанша сияқты) шоғырландырылып, содан кейін талдауға жіберіледі. Спектрометр кіреберіс және шығарыс саңылауларын немесе тек белгілі бір бұрышқа және кішкентай детекторға эмиссия жасайтын шағын көзді пайдалана алады. Жалғыз кристалдардан алынған фотоэлектрондық спектрлер эмиссия бұрышына тәуелділік көрсетеді, сондық бұрыштық ажыратымды фотоэмиссиялық спектроскопия және оған байланысты техникаларда жарты шарлық электрондық анализатордың кіреберісінде кіреберіс саңылауы қажет. Онда позицияға сезімтал детектор энергияны бір бағытта анықтайды, ал қосымша оптикаға байланысты бүйірлік ажыратымды немесе екінші бағыттағы бір бұрышты анықтайды. Электростатикалық спектрометрлер спинді сақтайды, оны кейін анықтауға болады.
Electron spectrometers may determine electron energy based on time of flight, retarding potential (effectively a high pass filter), resonant collision or curvature in a deflecting field (magnetic or electric). An electrostatic electron spectrometer uses the electric field, which cause electrons to move along field gradients, whereas magnetic devices cause electrons to move at right angles to the field. Magnetic fields will act in a direction perpendicular to the electron propagation, thereby conserving velocity, whereas electrostatic fields will cause electrons to move along the field gradient, By superposition of a quadrupole field axial focusing is possible while weakening the radial focusing, until the astigmatism vanishes. By breaking the rotational symmetry a bit and varying the electrostatic potential along the mean path of the spherical aberration is minimized. All the electrons from an isotopic source may be sucked off and focused into a directed beam (much like in an electron gun), which can then be analyzed. The spectrometer can use entrance and exit slits or use a small source, which only emits into specific angle and a small detector. Photoelectron spectra from single crystals exhibit a dependency on the emission angle, and the entrance slit is needed at the entrance of the hemispherical electron analyzer in angle resolved photoemission spectroscopy and related techniques. There, a position sensitive detector detects the energy along one direction and depending on the additional optics lateral resolution or one angle along the other direction. Electrostatic spectrometers preserve the spin, which can be resolved afterwards.