JP3345256B2 - Charged particle detector - Google Patents
Charged particle detectorInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子をエネルギ
ー分光して荷電粒子のエネルギースペクトルを測定する
荷電粒子検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle detector for measuring the energy spectrum of a charged particle by measuring the energy spectrum of the charged particle.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子検出装置などの荷電粒子検出装置に
おいては、荷電粒子をエネルギー分光してその粒子数を
測定し、荷電粒子のエネルギーに対する強度分布である
エネルギースペクトルを測定する。この荷電粒子検出装
置はエネルギー分光部と粒子検出部とから構成されてい
る。そして、従来においては、粒子検出部としてエネル
ギー分解能を上げるためのスリットと光電子増倍管等と
を用いていたが、最近では粒子検出部としてマルチチャ
ネルプレート(MCP)と位置敏感型検出器とを用いて
おり、この方式はスリットと光電子増倍管とを数多く並
べた方式と考えられ、エネルギー分光部から放出されて
くる粒子を全て検出することができるから、検出効率を
向上することができる。2. Description of the Related Art In a charged particle detecting device such as an electron detecting device, charged particles are subjected to energy spectroscopy, the number of the particles is measured, and an energy spectrum as an intensity distribution with respect to the energy of the charged particles is measured. This charged particle detection device includes an energy spectroscopy unit and a particle detection unit. Conventionally, a slit and a photomultiplier tube for increasing the energy resolution have been used as a particle detector, but recently, a multi-channel plate (MCP) and a position-sensitive detector have been used as a particle detector. This method is considered to be a method in which a number of slits and photomultiplier tubes are arranged side by side, and can detect all particles emitted from the energy dispersing unit, so that the detection efficiency can be improved.
【0003】図8はマルチチャネルプレートと位置敏感
型検出器とを用いた従来の電子検出装置を示す概略図で
ある。図に示すように、内半球4と外半球5とにより半
球型電子分光器9が構成され、半球型電子分光器9の入
口部に静電レンズ10が設けられ、半球型電子分光器9
の出口部にマルチチャネルプレート2と位置敏感型検出
器3とが設けられている。FIG. 8 is a schematic diagram showing a conventional electronic detecting device using a multi-channel plate and a position-sensitive detector. As shown in the drawing, the inner hemisphere 4 and the outer hemisphere 5 constitute a hemispherical electron spectrometer 9, an electrostatic lens 10 is provided at the entrance of the hemispherical electron spectrometer 9, and the hemispherical electron spectrometer 9 is provided.
A multi-channel plate 2 and a position-sensitive detector 3 are provided at the outlet of the device.
【0004】この電子検出装置においては、静電レンズ
10の電場を部分的に変化させることにより、半球型電
子分光器9の入口部に阻止電位を印加するとともに、こ
の阻止電位を設定した範囲内で走査し、また半球型電子
分光器9で静電場を用いて電子をエネルギー分光して、
マルチチャネルプレート2、位置敏感型検出器3によっ
て電子のエネルギースペクトルを測定する。[0004] In this electron detecting device, by partially changing the electric field of the electrostatic lens 10, a blocking potential is applied to the entrance of the hemispherical electron spectrometer 9, and the blocking potential is set within a set range. , And the electrons are subjected to energy spectroscopy using an electrostatic field by a hemispherical electron spectrometer 9.
The energy spectrum of electrons is measured by the multi-channel plate 2 and the position-sensitive detector 3.
【0005】このような電子検出装置においては、阻止
電位を走査しているから、エネルギースペクトルをある
程度正確に測定することができる。[0005] In such an electron detection device, since the stop potential is scanned, the energy spectrum can be measured to some extent accurately.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電子検
出装置においては、阻止電位を走査しているから、測定
時間が走査の1ステップあたりの所要時間(ゲート時
間)、1ステップあたりの走査電圧、エネルギースペク
トルを構成するデータ点数およびエネルギースペクトル
のエネルギー範囲で規定されるので、測定時間はどうし
ても数秒〜数十秒と長くなる。However, in the conventional electron detecting device, since the blocking potential is scanned, the measuring time is the time required for one step of scanning (gate time), and the scanning voltage is one time per scanning. Is determined by the number of data points constituting the energy spectrum and the energy range of the energy spectrum, the measurement time is inevitably increased to several seconds to several tens of seconds.
【0007】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、エネルギースペクトルを正確に測定するこ
とができ、かつ測定時間が短い荷電粒子検出装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a charged particle detection device capable of accurately measuring an energy spectrum and having a short measurement time.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、静電場を用いて荷電粒子をエネ
ルギー分光する分光器、マルチチャネルプレートおよび
位置敏感型検出器を有する荷電粒子検出装置において、
上記マルチチャネルプレートの前面に開口部を有する電
場補正電極を設け、上記開口部にエネルギー分光が生ず
る方向と平行な線状導電体を設ける。In order to achieve this object, the present invention provides a charged particle detector having a spectroscope for performing energy spectroscopy of charged particles using an electrostatic field, a multi-channel plate, and a position sensitive detector. At
An electric field correction electrode having an opening is provided on the front surface of the multi-channel plate, and a linear conductor parallel to a direction in which energy dispersion occurs is provided in the opening.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る電子検出装置
の一部を示す概略図、図2は図1に示した電子検出装置
の一部を示す図である。図に示すように、マルチチャネ
ルプレート2の前面に開口部6を有する電場補正電極1
が設けられ、開口部6にエネルギー分光が生ずる方向す
なわち内半球4、外半球5の半径方向と平行な金製針金
7が設けられている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view showing a part of an electron detection device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a part of the electron detection device shown in FIG. As shown in the figure, an electric field correction electrode 1 having an opening 6 in front of a multi-channel plate 2
The opening 6 is provided with a gold wire 7 parallel to the direction in which the energy spectrum occurs, that is, the radial direction of the inner hemisphere 4 and the outer hemisphere 5.
【0010】図1、図2に示した電子検出装置において
は、金製針金7が電場を補正するから、阻止電位を走査
しなくとも、半球型電子分光器9の電場から計算される
位置で電子を検出することができるので、エネルギース
ペクトルを正確に測定することができ、かつ測定時間を
短くたとえば数百ミリ秒以下にすることができる。この
ため、動的な系を時間分解測定することができる。In the electron detecting device shown in FIGS. 1 and 2, the gold wire 7 corrects the electric field, so that the scanning can be performed at the position calculated from the electric field of the hemispherical electron spectrometer 9 without scanning the stopping potential. Since electrons can be detected, the energy spectrum can be measured accurately, and the measurement time can be shortened to, for example, several hundred milliseconds or less. Therefore, a dynamic system can be measured in a time-resolved manner.
【0011】図3は図1、図2に示した電子検出装置に
よる測定結果を示すグラフである。すなわち、銀板にア
ルミニウムのKα特性X線(1486.6eV)を照射
し、内半球4、外半球5の中心を通過する電子のエネル
ギーが33.37eVになるように設定し、内半球4、
外半球5に付与する電位、静電レンズ10の設定を固定
した状態で、結合エネルギーが1321.6〜131
8.4eVの範囲を検出した結果を示すグラフである。
このグラフから明らかなように、エネルギースペクトル
はエネルギー依存性がなく、全体にほぼ同じ強度のエネ
ルギースペクトルが得られており、これは本来のエネル
ギースペクトルをほぼ再現できていることを示す。な
お、マルチチャネルプレート2で検出する電子のエネル
ギーが小さくなっても、グラフの傾向は変化しない。FIG. 3 is a graph showing the measurement results obtained by the electron detection device shown in FIGS. That is, the silver plate is irradiated with Kα characteristic X-rays (1486.6 eV) of aluminum, and the energy of electrons passing through the centers of the inner hemisphere 4 and the outer hemisphere 5 is set to be 33.37 eV.
With the potential applied to the outer hemisphere 5 and the setting of the electrostatic lens 10 fixed, the binding energy is 1321.6 to 131.
It is a graph which shows the result of having detected the range of 8.4 eV.
As is clear from this graph, the energy spectrum has no energy dependence, and an energy spectrum having almost the same intensity is obtained as a whole, indicating that the original energy spectrum can be almost reproduced. Note that the tendency of the graph does not change even if the energy of the electrons detected by the multi-channel plate 2 decreases.
【0012】図5は図1に示した電子検出装置の電場補
正電極1の代わりに図4に示す電極すなわち開口部6に
針金を設けない電極1aを設けた場合の測定結果を示す
グラフである。なお、測定条件は図3の場合と同様であ
る。このグラフから明らかなように、エネルギースペク
トルの幅が図3に示す場合よりも狭くなっており、また
両側に光電子強度が大きな部分が存在する。これは開口
部6自身がレンズの役目をして、開口部6に近い部分に
電子が来ないようになっており、電場が歪んでいること
を反映している。したがって、電極1aを用いるよりも
電場補正電極1を用いた方がエネルギースペクトルを正
確に測定することができる。なお、マルチチャネルプレ
ート2で検出する電子のエネルギーが小さくなると、光
電子強度が大きな領域が縮小する。FIG. 5 is a graph showing the measurement results when the electrode shown in FIG. 4, that is, the electrode 1a without the wire is provided in the opening 6, instead of the electric field correction electrode 1 of the electron detection device shown in FIG. . The measurement conditions are the same as in FIG. As is clear from this graph, the width of the energy spectrum is narrower than the case shown in FIG. 3, and there are portions where the photoelectron intensity is large on both sides. This reflects that the aperture 6 itself serves as a lens, preventing electrons from coming to a portion near the aperture 6, and that the electric field is distorted. Therefore, the energy spectrum can be measured more accurately by using the electric field correction electrode 1 than by using the electrode 1a. When the energy of the electrons detected by the multi-channel plate 2 decreases, the region where the photoelectron intensity is large is reduced.
【0013】また、図7は図1に示した電子検出装置の
電場補正電極1の代わりに図6に示す電極すなわち開口
部6にエネルギー分光が生ずる方向と平行な金製針金1
1およびエネルギー分光が生ずる方向と直角な方向と平
行な金製針金12を有する電極1bを設けた場合の測定
結果を示すグラフである。なお、測定条件は図3の場合
と同様である。このグラフから明らかなように、包絡線
は図3の場合と同じ傾向を示しているが、鋸刃状の波が
形成されている。そして、この波の数は金製針金12の
数と同じであり、これは金製針金12が細かい電場勾配
を発生させ、電場が局部的に歪んでいることを示す。し
たがって、電極1bを用いるよりも電場補正電極1を用
いた方がエネルギースペクトルを正確に測定することが
できる。なお、マルチチャネルプレート2で検出する電
子のエネルギーが小さくなると、鋸刃状の波の振幅が大
きくなる。FIG. 7 shows a gold wire 1 parallel to the electrode shown in FIG. 6, that is, the opening 6, which is parallel to the direction in which the energy spectrum occurs, instead of the electric field correction electrode 1 of the electron detector shown in FIG.
7 is a graph showing measurement results when an electrode 1b having a gold wire 12 parallel to a direction perpendicular to a direction 1 and a direction in which energy spectroscopy occurs is provided. The measurement conditions are the same as in FIG. As is clear from this graph, the envelope shows the same tendency as in FIG. 3, but a sawtooth wave is formed. The number of the waves is the same as the number of the gold wire 12, which indicates that the gold wire 12 generates a small electric field gradient and the electric field is locally distorted. Therefore, the energy spectrum can be measured more accurately using the electric field correction electrode 1 than using the electrode 1b. When the energy of the electrons detected by the multi-channel plate 2 decreases, the amplitude of the sawtooth wave increases.
【0014】なお、上述実施の形態においては、電子を
検出する電子検出装置について説明したが、イオンなど
の他の荷電粒子を検出する荷電粒子検出装置にも本発明
を適用できることは明らかである。また、上述実施の形
態においては、分光器として半球型電子分光器9を用い
たが、平行平板型分光器、円筒型分光器等を用いること
ができる。また、上述実施の形態においては、線状導電
体として金製針金7を用いたが、金以外の導電性の材料
からなる針金を用いてもよい。また、上述実施の形態に
おいては、線状導電体として金製針金7を用いたが、導
電性の板にスリットを設けて線状導電体を形成してもよ
い。In the above embodiment, the electron detection device for detecting electrons has been described. However, it is apparent that the present invention can be applied to a charged particle detection device for detecting other charged particles such as ions. Further, in the above embodiment, the hemispherical electron spectrometer 9 is used as the spectroscope, but a parallel plate type spectrometer, a cylindrical type spectrometer, or the like can be used. In the above-described embodiment, the gold wire 7 is used as the linear conductor, but a wire made of a conductive material other than gold may be used. In the above-described embodiment, the gold wire 7 is used as the linear conductor. However, a linear conductor may be formed by providing a slit in a conductive plate.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る荷電
粒子検出装置においては、線状導電体が電場を補正する
から、阻止電位を走査しなくとも、適正位置で荷電粒子
を検出することができるので、エネルギースペクトルを
正確に測定することができ、かつ測定時間を短くするこ
とができる。As described above, in the charged particle detecting device according to the present invention, since the linear conductor corrects the electric field, the charged particle can be detected at an appropriate position without scanning the stopping potential. Therefore, the energy spectrum can be measured accurately, and the measurement time can be shortened.
【図1】本発明に係る電子検出装置の一部を示す概略図
である。FIG. 1 is a schematic view showing a part of an electron detection device according to the present invention.
【図2】図1に示した電子検出装置の一部を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a part of the electronic detection device shown in FIG.
【図3】図1、図2に示した電子検出装置による測定結
果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing measurement results obtained by the electron detection device shown in FIGS. 1 and 2;
【図4】電極を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing electrodes.
【図5】図4に示した電極を有する電子検出装置による
測定結果を示すグラフである。5 is a graph showing measurement results obtained by an electron detection device having the electrodes shown in FIG.
【図6】他の電極を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another electrode.
【図7】図6に示した電極を有する電子検出装置による
測定結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing measurement results obtained by an electron detection device having the electrodes shown in FIG.
【図8】従来の電子検出装置を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a conventional electron detection device.
1…電場補正電極 2…マルチチャネルプレート 3…位置敏感型検出器 6…開口部 7…金製針金 9…半球型電子分光器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric field correction electrode 2 ... Multi-channel plate 3 ... Position sensitive type detector 6 ... Aperture 7 ... Gold wire 9 ... Hemispherical electron spectrometer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 雅美 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 アルバ ック・ファイ株式会社内 (72)発明者 木田 義輝 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 アルバ ック・ファイ株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−341746(JP,A) 特開 昭59−189548(JP,A) 特開 平1−175159(JP,A) 実開 昭61−74951(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 49/48 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Masami Taguchi 2500 Hagizono, Chigasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Albuque Phi Corporation (72) Inventor Yoshiteru Kida 2500 Hagizono, Chigasaki-shi, Kanagawa Pref. (56) References JP-A-4-341746 (JP, A) JP-A-59-189548 (JP, A) JP-A-1-175159 (JP, A) Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-74951 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 49/48
Claims (1)
する分光器、マルチチャネルプレートおよび位置敏感型
検出器を有する荷電粒子検出装置において、上記マルチ
チャネルプレートの前面に開口部を有する電場補正電極
を設け、上記開口部にエネルギー分光が生ずる方向と平
行な線状導電体を設けたことを特徴とする荷電粒子検出
装置。1. A charged particle detection apparatus having a spectroscope for energy spectroscopy of charged particles using an electrostatic field, a multi-channel plate, and a position-sensitive detector, an electric field correction electrode having an opening in front of the multi-channel plate. And a linear conductor parallel to a direction in which energy splitting occurs is provided in the opening.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07547096A JP3345256B2 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Charged particle detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07547096A JP3345256B2 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Charged particle detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09265938A JPH09265938A (en) | 1997-10-07 |
| JP3345256B2 true JP3345256B2 (en) | 2002-11-18 |
Family
ID=13577238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07547096A Expired - Fee Related JP3345256B2 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Charged particle detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345256B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112147667A (en) * | 2020-09-11 | 2020-12-29 | 兰州空间技术物理研究所 | Sensor for space low-energy ion detection |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07547096A patent/JP3345256B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09265938A (en) | 1997-10-07 |
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