Спосіб калібровки електронного спектрометра

Изобретение относится к электронной спектрометрии, в частности к способам калибровки электронных спектрометров, и может быть ислользовано в вакуумных устройствах9 снабженных электронными спектрометрами» Цель изобретения - расширение диапазона практической реализации способа и расширение диапазона фиксированных энергий вводимых в калибруемый спектрометр электронов достигается путем отведения от исследуемого образца энергетического спектра упруго отраженных электронов. Устройство, реализующее способ, содержит калибруемый спектрометр ] f эталонный спектрометр 2, образец 3 с держателем 4, источники 5 и 6 первичных электронов, цилиндр 7 Фарадея, узел 8 для перемещения цилиндра Фарадея, узел 9 аксиального вращения спектрометра 2 и держателя 4, шкалы 10 и II, расположенные в одной вакуумной камере * 3 ил. 1279449 процесс измерения не вносит искажеИзобретение относится к электронния в форму пространственного распреной спектроскопии, а именно к спосоделения. В пашем случае входная апербам калибровки электронных спектротура эталонного спектрометра 2 имела метров, и может быть использовано в 5 телесный угол 3,9 - Ю " 4 с р . Цилиндр 7 вакуумных устройствах, снабженных Фарадея при ПОМОРЩ узла 8 перемещеэлектронными спектрометрами. ния устанавливают на пути распростЦелью изобретения является расширанения потоков первичных электронов, рение диапазона применения способа Цилиндр 7 Фарадея является датчиком калибровки электронного спектромет10 при измерении потоков электронов. ра для разных конфигураций входной Оси спектрометра 2 и источника 5 напапертуры, расширение диапазона фикравлены на поверхность образца 3 в сированных энергий вводимых электроместе прохождения оси вращения узнов и повышение точности определения величины потока вводимых в калибруела 9. мый спектрометр электронов за счет ^5 В источнике 5 формируют поток снятия энергетического спектра упрупервичных электронов с выбранной фикго отраженных от исследуемого образсированной энергией и измеряют его ца электронов, величину при помощи цилиндра 7 Фара- дея. Затем направляют поток первичНа фиг, 1 схематически показано 20 ных электронов па поверхность образустройство для осуществления спосоца 3. Измеряют по шкалам 10 и П угба; на фиг. 2 - взаимное расположелы поворота эталонного спектрометние образца и входной апертуры к а ра 2 и образца 3 относительно оси либруемого цилиндрического зеркальисточника 5 и определяют угол рассеного спектрометра; на фиг. 3 - пространственное распределение электро- 2$ яния 9. Измеряют поток электронов, упруго отраженных от поверхности обнов с энергией І 000 эЕ>, упруго отраразца 3 и проходящих во входную женных, образцом поликристаллического апертуру эталонного спектрометра 2 алюминия при нормалі пом падении попри этом угле рассеяния. Изменяют тока первичных олекїропои. Устройство для осуществления спо- 30 при помощи узла 9 пространственное расположение спектрометра 2, измерясоба содержит калибруемый спектроют по шкале 10 новое значение угла метр 1 . эталонши спектрометр 2 с поворота и определяют новое значеузким телесным углом входной апертуние угла рассеяния. Сканируют угол ры, образец 3, держатель 4 образца, источники 5 и 6 первичных электронов, 35 рассеяния и измеряют эталонным спектрометром 2 поток упруго отраженных цилиндр 7 Фарадея, узел 8 перемещеэлектронов, измеряя таким образом ния цилиндра Фарадея, узел 9 аксиальпространственное распределение угруного вращения эталонного спектрометго отраженных электронов, т.е. завира 2 и держателя 4, шкалы 10 и 11, 40 симость величины потока упруго отрарасположенные в одной вакуумной к а женных электронов, проходящих во мере (не показаны). входную апертуру эталонного спектроЭталонный спектрометр 2 и держатель 4 соединены с узпом 9 аксиальметра 2, от угла рассеяния первичных ного вращения. При помощи узла 9 враэлектронов. Затем при помощи узла 9 щают независимо спектрометр 2 и дер- 45 устанавливают образец 3 перед калибжатель 4 вокруг общей оси 0, проходяруемым спектрометром 1• По шкале 13 щей вдоль поверхности образца 3 перустанавливают угол падения на обрапендикулярно плоскости фиг. 1» У>лы зец 3 потока лервычных электронов поворота эталонного спектрометра 2 источника 6 равным углу падения пои держателя 4 измеряют по шкалам 10 50 тока от источника 5 при измерении И И , соединенным с узлом 9. Держапространственного распределения. В тель 4 с образцом 3 вращают на 360 , источнике 6 формируют поток первичэталонный спектрометр 2 - на 180°, ных электронов с выбранной фиксироЭкспериментально установлено, что ванной энергией и измеряют его велиузким телесным углом входной аперту- 55 чину при помощи цилиндра 7 Фарадея. ры при намерении пространственного Затем направляют поток первичных распределения отраленных электронов электронов па поверхность образца 3„ з является угол 1 0 - 1 0 - ср. При этом Исходя из конфигурации входной апер 4 1279449 туры конкретного калибруемого спектрометра 1, взаимного расположения спектрометра 1 t образца 3 и источника 6, определяют углы рассеяния упруго отраженных электронов, попадаю- 5 щих во входную і апертуру калибруемого спектрометра 1, определяют телесный угол входной апертуры. По известному пространственному распределению и известным величинам углов оп- 1 0 ределяют величину потока электронов фиксированной энергии, вводимых во входную апертуру калибруемого спектрометра. Определяют соотношение между величиной вводимого электронного '5 потока и сигналом на выходе схеи-сы регистрации спектрометра !. Данный способ использован при калибровке цилиндрического зеркального спектрометра. На фиг, 2 показа- 70 но взаимное расположение образца 3 и входной апертуры спектрометра 1 « Спектрометр 1 имеет следующие характеристики: диаметр внутреннего ци25 линдра 50 мм, средний угол ввода о электронов й С р-42 , раствор апертуры по углу dі 2 . Входная апертура имеет четыре перемычки, шириной 3 мм каждая, соединяющие части внутрен30 него цилиндра. Разрешение спектрометра I по энергии 1%. Источником 6 первичных электронов слухит встроенная электронная пушка* Углы рассеяния электронов, вводимых во входную апертуру спектрометра !, лежат в 35 диапазоне © = 132 -144°. В качестве образца использовался поликристаллический алюминий. Величина потока электронов фиксированной энергииs вводимых во входную апертуру калиб- 40 руемого спектрометра; of 45 d 3 при измерении пространственного распределения интенсивности в телесный угол Л Я, ; ~ Я_ ,- телесный угол входной апертуры калибруемого спектрометра; у - азимутальный угол р а с і , вора входной апертуры; I ( Е ) - величина потока первичных электронов при в в е дении электронов в к а либруемый спектрометр. На фиг, J показано измеренное эталонным спектрометром 2 пространственное распределение электронов с 'энергией IGOG эВ, упруго отрагсішнх образцом поликристаллического ШЙОМИЇШЯ при нормальном падении потока Т о =4,4 ~s А и&£?=3,9 ІСР с р . Использовался спектрометр 2 тормозящего типа с пропускаемой энергией t электронов 10 ?й. При нормальном падєігаи потока TQ на образец 3 с учетом существующих на входной апертуре спектрометра 1 переї*шічек получено выражение для величины потока олект' ронов с энергией 1000 эВ, вводь'мых в спектрометр 1: Т ь ( Ш 0 0 о В ) ' ( і , 2 5 ± 0 , 1 5 ) ' 10" а 1 о . Основным источником погрешности является измерение пространственного распределения упруго , отраженных электронов. Фор н у л я и з о б р е т е н и я Способ калибровки электронного спектрометра, шегаочающип создание электронного потока с фиксированными энергией и величиноп, введение его во вкодную апертуру спектрометра и определение соотношения между величиной вводимого электронного потока и сигналом на выходе схемы регистрации спектрометра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью расширения диапазона применения способа для разных конфигураций входной апеуттуры, расширения диапазона фиксированных энергией'вводимых электронов и повышение точности определения в е личины потока вводимых в калгтбрусный спектрометр электронов, предваритель но облучают поверхность образца потоком первичных электронов с Фиксированными энергией и величиной, и з меряют пространственное 1 распродал е S 1279449 ниє выходящих из образца упруго отраженных электронов с помощью эталонного спектрометра, затем устанавливают образец перед калибруемым спектрометром и облучают его потоком пер- 5 вичных электронов с фиксированными энергией и величиной, определяют углы рассеяния упруго отраженных электронов, попадающих во входную апертуру калибруемого спектрометра, опре- JO деляют телесный угол входной апертуры и по измеренному с помощью эталонного спектрометра пространственному д1: распределению интенсивности -определяют величину потока электронов фикси- Ї5 рованной энергии, вводимых во входную апертуру калибруемого спектрометра: 20 ,[ sinGd-0 dl, = где I (Е) - величина потока эпектронов фиксированной энер- 25 1\ О1 (Е) • гии С, вводимых во входную апертуру калибруемого спектрометра; величина потока первичных электронов при измерении пространственного распределения эталонных спектрометров; величина потока первичных электровоз при введении электронов в калибруемый спектрометр; величина потока электронов, упруго рассеянных образцом на угол Q при измерении пространственного распределения интенсивности в телесный угол л Й 1 эталонным спектрометром; телесный угол входной апертуры калибруемого спектрометр?; азимутальный угол раствора входной апертуры. 1279449 / 90 і—і—І г" Фи&З Редактор О. Стекина Составитель А. Нестерович Техред Л.Опейник ) Корректор Л, Пилиненко Заказ І365/ДСИ Тираж 364 Подписное ВНШІПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий II3035у Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная5