实验室光学仪器--俄歇电子能谱仪的结构和功能介绍
俄歇能谱仪包括电子光学系统、电子能量分析器、样品安放系统、离子枪、超高真空系统。以下只介绍核心的电子光学系统和电子能量分析器。
电子光学系统
电子光学系统主要由电子激发源(热阴极电子枪)、电子束聚焦(电磁透镜)和偏转系统(偏转线圈)组成。电子光学系统的主要指标是入射电子束能量,束流强度和束直径三个指标。其中AES分析的最小区域基本上取决于入射电子束的最小束斑直径;探测灵敏度取决于束流强度。这两个指标通常有些矛盾,因为束径变小将使束流显著下降,因此一般需要折中。
电子能量分析器
这是AES的心脏,其作用是收集并分开不同的动能的电子。 由于俄歇电子能量极低,必须采用特殊的装置才能达到仪器所需的灵敏度。大量的俄歇谱仪都使用一种叫作筒镜分析器的装置。
分析器的主体是两个同心的圆筒。样品和内筒同时接地,在外筒上施加一个负的偏转电压,内筒上开有圆环状的电子入口和出口,激发电子枪放在镜筒分析器的内腔中(也可以放在镜筒分析器外)。由样品上发射的具有一定能量的电子从入口位置进入两圆筒夹层,因外筒加有偏转电压,最后使电子从出口进入检测器。若连续地改变外筒上的偏转电压,就可在检测器上依次接收到具有不同能量的俄歇电子,从能量分析器输出的电子经电子倍增器、前置放大器后进入脉冲计数器,最后由X-Y记录仪或荧光屏显示俄歇谱 俄歇电子数目N随电子能量E的分布曲线
若将筒镜分析器与电子束扫描电路结合起来可以形成扫描俄歇显微镜。电子枪的工作方式与扫描电镜类似,两级透镜把电子束斑缩小到3微米,扫描系统控制使电子束在样品上和显像管荧光屏上产生同步扫描,筒镜分析器探测到的俄歇电子信号经电子倍增器放大后用来对荧光屏光删进行调制,如此便可得到俄歇电子像。
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