Исследование электронно-оптических свойств электростатических полей близких к однородному и цилиндрическому, разработка энерго-масс-анализаторов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

ВВДЕНИЕ

ГЛАВА I, ФОКУСИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО

ЗЕРКАЛА С ПОЛЕМ БЛИЗКИМ К ОДНОРОДНОМУ

ГЛАВА П. ФОКУСИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО

ЗЕРКАЛА С МОДИФИЦИРОВАННЫМ ПОЛШ

ГЛАВА Ш. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СИСТЕШ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ЗЕРКАЛ СФЕРИЧЕСКОГО И ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ТИПА

3.1 Исследование электронно-оптических свойств комбинированной системы I

3.2 Исследование электронно-оптических свойств комбинированной системы П

к

В исследованиях поверхности твердого тела широкое распространение получили методы электронной спектроскопии,основан -ные на энергетическом анализе электронов, эмитируемых и рас -свиваемых изучаемым материалом под действием возбуждающих излучений. Оже-электронная спектроскопия (ОЭС), электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА), спектроскопия потерь энергии электронами (СПЭЭ) являются сейчас наиболее чувствительными инструментами исследования химического состава и электронных состояний в тонких приповерхностных слоях различных материалов /1-3/.

Для регистрации распределения заряженных частиц по энергии используются спектрометры, основным анализирующим элементом которых является энергоанализатор. Известны энергоанали -заторы бездисперсионные, в которых применяются задерживающие электростатические поля, и дисперсионные - с магнитными или электростатическими системами отклонения /4-8/. Принцип дей -ствия бездисперсионных анализаторов состоит в определении энергии заряженных частиц по максимальной высоте потенциаль -ного барьера, который эти частицы преодолевают, двигаясь в тормозящем электрическом поле. Основной недостаток метода задерживающего поля состоит в том, что с его помощью можно получать лишь интегральный вид энергетического спектра. Работа дисперсионных энергоанализаторов основана на свойстве магнитных и электростатических полей отклонять и фокусировать пучки частиц в зависимости от их импульса и энергии.

Наиболее совершенными приборами для изучения энергетических спектров электронных потоков малых и средних энергий являг готся дисперсионные энергоанализаторы с электростатическими системами отклонения. Хорошие электронно-оптические пара -метры этих приборов позволяют с высокой точностью и большой чувствительностью регистрировать энергетические распределения в пучках заряженных частиц. В исследованиях поверхности твердого тела методами вторичной электронной спектроскопии (БЭС) чаще других используются электростатические энергоанализаторы с отклоняющими пучки полями.

Основным элементом электростатического энергоанализатора отклоняющего типа является конденсатор, представляющий собой систему электродов, на которые поданы соответствующие потен -циалы, обеспечивающие определенную закономерность в пространственном распределении анализирующего поля. Существует два типа электростатических отклоняющих энергоанализаторов: дефлек -торные и зеркальные. В дефлекторных анализаторах осевая траектория анализируемого пучка лежит на одной из эквипотенциальных поверхностей отклоняющего поля и движение заряженных частиц по осевой траектории осуществляется с постоянной кинетической энергией. В зеркальных анализаторах заряженные частицы движутся под некоторым углом к системе эквипотенциальных поверхнос -тей отклоняющего поля, которое тормозит или ускоряет пучок заряженных частиц, изменяя направление так, чтооы частицы испы -тывали отражение. Известно несколько тйпов электростатических дефлекторов, отличающихся конфигурацией электродов: секторный цилиндрический конденсатор Юза-Рожанского, сферический анали затор, состоящий из двух концентрических полусфер, анализатор с отклоняющими электродами тороидальной формы /6/. Большое распространение получили электростатические энергоанализаторы на основе зеркал плоского, сферического и цилиндрического типа.

Простейшим по конструкции является анализатор типа плос -кого зеркала (ПЗ). Простота этого прибора, связанная с плоской геометрией электродов, послужила главной причиной его широкого применения в области энергетического анализа,например, /9-11/,

Спектрометры на основе сферических зеркал (СЗ) более сложны по конструкции и использование их для энергоанализа- целесообразно лишь в случае, когда большое значение имеют светосила и пропускание /12/.

Более перспективным оказался электростатический энергоанализатор типа цилиндрического зеркала (ЦЗ). Данный анализатор имеет высокие параметры (светосилу,разрешение,дисперсию) и сравнительно прост по конструкции. В настоящее время спектро -метр типа ЦЗ относится к основным, используемым в ОЭС, ЭСХА /13-15/.

В шестидесятые годы были предложены /16-17/ и позже в ряде работ /18-22/ исследованы и осуществлены новые электронно-оптические элементы - электронные призмы, на основе которых можно создавать энергоанализаторы высокой разрешающей способности. Для осуществления электронных призм используются дву -мерные отклоняющие электростатические и магнитные поля со средней плоскостью (которая является плоскостью симметрии для электростатических и антисимметрии для магнитных полей).Приз-менные анализаторы построены по аналогии со светооптическими спектрометрами и обладают рядом существенных достоинств: большие значения дисперсии могут быть получены при небольших размерах диспергирующих элементов, изменение дисперсии произво -дится простым изменением фокусных расстояний коллиматорной и фокусирующей линз. На базе призменной оптики построены рентге-ноэлектронный /23,24/ и Оже-спектрометр /25/,которые обладают высокой разрешающей способностью,однако уступают приборам, построенным на основе ЦЗ и сферического дефлектора,в светосиле. «

Как высококачественный спектрометр призменный анализатор, по-видимому, сориентирован на использование при больших разрешающих способностях и достаточно интенсивных источниках (см., например, /26/). В работах /18/ получили развитие исследования оптики электронных зеркал с двухмерными электростатическими и магнитными полями. В работе /27/ рассмотрена комбинация электростатической призмы и двумерного зеркала и показано, что в такой системе возможно устранение сферической аберрации. В дальнейшем мы не будем касаться работ, связанных с расчетом и применением призменной оптики и двумерных электронных зеркал.

Продолжающееся широкое внедрение спектрометров на основе зеркал плоского, сферического и цилиндрического типа в спек -троскопию пучков заряженных частиц обусловлено непрерывным их совершенствованием как по электронно-оптическим характеристи -кам, так и по конструктивному воплощению.

Ниже приводится обзор научной литературы, включающий в себя в основном работы, направленные на улучшение параметров ПЗ, СЗ и ЦЗ.

Впервые использование ПЗ в качестве энергоаналязатора было описано в работах /28,29/. Конструктивно анализатор типа ПЗ состоит из двух плоскопараллельных пластин,на которые подается отклоняющая разность потенциалов (Рис.1).В одной из плас ~ тин прорезываются щели для ввода и вывода пучков заряженных частиц. Пучок вводится в поле ПЗ под некоторым углом & к плоскости одной из пластин. Под действием однородного электростатического поля пучок отражается,фокусируется по направле -нию и пространственно разделяется по энергии. Если частицы испускаются точечным источником, расположенным на поверхности I

РисЛ Ход траектории в поле плоского зеркала, /28/. входная щель, - выходная щель. о . плоского электрода, под углом &= У5 к плоскости этого электрода, то они фокусируются на этой же плоскости в первом приближении по величине угла расходимости Л S . Расстояние от источника до фокуса пропорционально отношению кинетической энергии к величине электрического поля.

В 1957 году Литвин В.Ф. /30/ предложил использовать вы -нос детектора за пределы поля ПЗ для улучшения его фокусиру -ющих свойств. В предложенном им приборе выходная щель сделана в виде кольца, в центре которого находится источник малых размеров (рис.2а, 26). Автором/30/ установлено,что для пучка частиц, влетающего в поле под углом 30° к плоскости нижнего электрода, выполняется угловая фокусировка второго порядка. Предполагалось этот анализатор использовать для одновременной регистрации пучков заряженных частиц в широком энергетическом интервале. Линия фокусов, представляющая собой геометрическое место фокусов первого порядка для пучков с разной кияетичес -кой энергией, в случае ПЗ наклонена относительно поверхности нижнего электрода на угол 10°54*, и из-за азимутальной симметрии фокальная поверхность имеет коническую форму.Следовательно , для регистрации необходим конический детектор или большое количество детекторов, расположенных по конусу за кольцевой шелью. Это сложно и неудобно, поэтому данный анализатор как спектограф не нашел широкого применения.

Грин Т.С. и Прока Г.А. /31/ провели исследования фокусирующих свойств ПЗ и повторили результат, полученный в /30/ : если источник и детектор, или один из них, вынесены за преде/ / ° лы поля на расстояния /?/ и п2 , то при условии

С IV !„/ /7? Uo где*Ь=^г^-> -IV ----кинетическая энергия заряженных частиц на входе в поле, О - заряд частиц, Е0 - напряженность

Рис» 2 СХ - анализатор на основе 30°-ного ПЗ с кольцевой щелью» /30/, 3 - ход траектории в 30°-ном ПЗ. поля ПЗ) выполняется угловая фокусировка второго порядка. 4 Размытие изображения в фокусе определяется угловой аберрацией третьего порядка, имеющей отрицательный знак.

Модифицированный анализатор на основе ПЗ с углом влета 45° предложен Ф.Эдельманном и К.Ульмером /32/ для экспериментов по рассеянию электронов от поверхности твердого тела. Конструкция прибора, аналогичная предложенной Литвиным /30/, была названа авторами /32/ фонтанообразным анализатором (рис.З). Пучки заряженных частиц, исходящие из точечного источника,расположенного на нижнем электроде, входят в поле по всему ази -мутальному углу 2ff. В силу этого модифицированный анализатор на основе ПЗ имеет лучшую светосилу, чем обычное ПЗ, но про -блема кольцевого детектора остается. Фонтанообразный анализатор, работающий в режиме угловой фокусировки второго порядка с углом ввода пучка &=30 % был предложен также Шмитом и Мельхорном /33/. Чтобы не иметь дело с кольцевым детектором, авторы /33/ предложили выбрать анализатор в виде сектора, т.е. сделать азимутальный угол раскрытия пучка меньше, чем 2Ж %однако такой модифицированный анализатор типа ПЗ уступает в светосиле фонтанообразному.

Авторами работы /34/ предложен анализатор типа ПЗ с непараллельными плоскостями электродов,(рис.4).Поле непараллельноrh- ^о / У го конденсатора описывается потенциалом вида S27- ^ а zeig -g-где Фо - потенциал плоского поля, jf1 - угол наклона одного электрода относительно поверхности другого. X,(J - координаты. Проведенные авторами расчеты показали, что поле непараллель -ного конденсатора обладает свойством угловой фокусировки второго порядка и имеет дисперсию большую, чем в случае обыч -ного ПЗ. 4

Рис.3 Фонтанообразный анализатор, /32/.

0 ~ источник, О - изображение.

Рис. 4 Плоское зеркало с непараллельными электродами, /34/ ¿? - источник.

Влияние пространственного заряда на фокусировку и дисперсионные свойства ПЗ рассмотрены в работах /35,36/. Простран -ственный заряд изменяет положение плоскости наилучшей фокуси -ровки, приводит к увеличению ширины линии изображения, умень -шает дисперсию анализатора. Это приводит к ухудшению разреше -ния ПЗ.

В условиях угловой фокусировки второго порядка, как показано в работе /37/, действие пространственного заряда может существенно уменьшить ширину линии изображения.

Исследование аппаратной функции ПЗ проведено авторами работы /38/.Возможность увеличения светимости ПЗ за счет оптимизации входных параметров изучена в /39/, получены оптимальные значения входных параметров пучка.

Простота конструкции в сочетании с хорошими фокусирующими свойствами анализатора типа ПЗ обуславливают его широкое применение в спектроскопических исследованиях. Эти качества и воз -можность миниатюризации ПЗ позволили,например,использовать для анализа углового распределения электронов систему из 10-2и состыкованных неподвижно ПЗ, работающих одновременно при различных углах испускания /9/. Электростатический энергоанализатор на основе ПЗ, укрепленный на гониометре с двойной осью,пред -ложен в /10/. Этот компактный и относительно недорогой прибор предназначен для фотоэмиссионных и электронно-спектроскопи -ческих исследований с хорошим разрешением по углу. Возмож -ность применения ПЗ в качестве времяпролетного спектрометра для изучения плазмы рассмотрена в /II/. Показано,что с 30°-ным ПЗ, снабженный несколькими детекторами,можно получить хорошее разрешение - энергетическое и временное - при снятии зависящего от времени распределения скоростей ионов в плазме, создаваемой с помощью лазера. '

Одним из наиболее широко используемых электронных спектрометров является электростатический энергоанализатор типа ЦЗ. Работа анализатора основана на фокусирующем и дисперги -рующем действии электростатического поля в пространстве ме -жду двумя коаксиальными цилиндрическими электродами на пучок заряженных частиц, направленный под некоторым углом к оси симметрии электродов зеркала. Этот анализатор проще и удобнее по конструкции, чем многие другие типы анализаторов, имеет значительную светосилу и обладает свойством угловой фокуси -ровки второго порядка.

Использовать цилиндрический конденсатор в качестве светосильного спектрометра впервые предложил Греммельмайер /40/. Он показал, что при определенном соотношении параметров ЦЗ пучок заряженных частиц, входящий из кольцевого источника, отражается полем и фокусируется в кольцевой фокус первого порядка, расположенный на поверхности внутреннего цилиндра на некотором расстоянии от источника (рис.5). Фокусное расстояние зависит от энергии частиц, поэтому фокусирующее устройство представляет собой энергоанализатор заряженных частиц, из-за осевой симметрии обладающий значительной светосилой. Цилин -дрический анализатор с углом влета 54,5° использовался Блау-том /41/ для анализа вторичных электронов, эмитируемых газами при облучении протонами. Эта же конструкция анализатора применялась позднее Мельхорном /42/ для исследования спектров оже--электронов, возбуждаемых под действием рентгеновских лучей и электронных пучков в некоторых газах. Спектрометр типа ЦЗ, существенно неотличающийся от спектрометра Блаута, был рассчитан и построен Козловым И.Г. совместно с Шаповаловым А.С./43, ь I

Ряс* 5 Эяергоанализатор на основе цилиндрического зеркала, /40/. источник, « изображение.

44/ в 1964-66 гг. Из-за несовершенства угловой фокусировки ' спектрометр Блаута не имел преимущества в ионно-оптических характеристиках по сравнению с известными до его появления анализаторами и поэтому не получил широкого применения.

Электростатический анализатор типа ЦЗ привлек к себе внимание, а затем начал широко применяться после того, как была установлена возможность существенного улучшения его фокусирующих свойств. В 1965 году Зашкварой В.В. и др. /45-46/ впервые было показано, что в действительности анализатор на основе ЦЗ может фокусировать пучок заряженных частиц с точностью до квадрата угла его расходимости. Вначале это было показано для то -чечного источника, расположенного на оси симметрии Ц3,а позд -нее установлено, что фокусировка второго порядка имеет место для различных ионно-оптических систем, отличающихся взаимным расположением источника и его изображения /47-50,51/, рис.6.

Хафнер, Симпсон и Къюэтт /52/ установили,что можно улуч -шить характеристики ЦЗ, фокусирующего с точностью до квадрата угловой расходимости пучка. Известно, что при аберрации нечет -ного порядка существует плоскость, в которой сечение пучка меньше, чем в плоскости изображения /53/. В ЦЗ минимальное сечение пучка находится перед плоскостью изображения и имеет форму кольца, которое с ростом угла расходимости увеличивается в диаметре и смещается вдоль оси симметрии в направлении источника. Помещая кольцевую щель приемника в область минимального сечения пучка, можно повысить разрешающую способность, однако этот способ фокусирования сложнее, так как для детектирования необходимо применять кольцевую щель. Аналогичное рассмотрение для ПЗ, фокусирующего с точностью до квадрата угла расходимости пучка, проведено в работе /54/. Угловая аберрация третьего порядка в 7

II

Рис»6 Схемы различных видов угловой фокусировки второго порядка ЦЗ, /55/.

I - точечный источник-точечное изображение, схема "ось-ось",

II - кольцевой источник-кольцевое изображение, схема "кольцо-кольцо". III- точечный источник-кольцевое изображение, схема "ось-кольцо".

ПЗ имеет отрицательный знак и зона наименьшего сечения пучка расположена ближе к источнику, чем гауссовый фокус. Расположив выходную щель в области минимального сечения пучка, можно улучшить разрешение ПЗ в несколько раз.

В работе /55/ показано, что возможен иной способ добиться минимальной ширины изображения в ЦЗ. Известно, что угловая фокусировка второго порядка в ЦЗ для угла ввода оС- ^¿/^(фокуси -ровка ось-ось) не является исключительным случаем. В действи -тельности, угловая фокусировка второго порядка осуществляется в весьма широком диапазоне входных углов оС , при различном взаимном расположении ионно-оптического источника и его изображения (рис.6). Это свойство ЦЗ всегда позволяет для заданного значения Л сС выбирать угол ввода и отклоняющий потенциал та -ким образом, чтобы минимальное сечение фокусируемого пучка оказалось на оси симметрии анализатора. Смещение минимального сечения фокусируемого пучка на ось симметрии зеркала позволяет упростить систему регистрации, применяя для детектирования диафрагму с малым центральным отверстием.

В работе /56/ рассматривается возможность коррегирования угловых аберраций третьего и четвертого порядков по методу дополнительного преломления траекторий на потенциале двойного слоя, создаваемого с помощью двух осесимметричных сетчатых электродов, расположенных в области внутреннего электрода ЦЗ вблизи выхода пунка из поля. Приводится расчет геометрической формы корректора. Недостаток этого метода заключается в сложности изготовления электродов корректора. Вариант корректора угловых аберраций, предложенный в /57/, состоит из электрически соединенных с внутренним электродом ЦЗ сетчатого, коаксиального с ЦЗ цилиндра, двух конусов и двух колец, находящихся под соот ветствующими потенциалами, и может примерно втрое улучшить разрешение ЦЗ.

Наиболее естественный способ улучшения угловой фокусировки в электростатических системах, характеризующихся сферическими аберрациями третьего порядка, состоит в подборе и согласовании элементов, кубические аберрационные коэффициенты которых равны и противоположны по знаку. Метод компенсации кубической угловой аберрации из двух электростатических зеркал, цилиндрического и гиперболического, кубические аберрационные коэффициенты кото -рых противоположны по знаку, предложен в /58/. В такой системе подобранных зеркал фокусировка улучшается на порядок по сравнению со случаями фокусировки в отдельно взятых зеркалах, дисперсия в 1,25 раза больше дисперсии одиночного гиперболического зеркала, однако светосила значительно меньше, чем в ЦЗ.

Способ устранения угловых аберраций в двухкаскадном энергоанализаторе на основе ЦЗ с дополнительным электронным зеркалом рассмотрен в /59/, рис.7. Электронное зеркало, расположенное между каскадами ЦЗ, отражая заряженные частицы, меняет каклон каждой траектории к оси симметрии с еС + А с(, на оС ± ЛсС (по отношению к осевой траектории). Благодаря этому свойству промежуточного зеркала проекции каждой траектории на ось симметрии во втором каскаде из-за отрицательной кубической аберрации удлинится или сократится ровно на столько, на сколько она сократилась или удлинилась по той же причине при прохождении первого каскада. Таким образом, в двухкаскадном ЦЗ с промежуточным зеркалом, названным инвертирующим, полностью устраняется кубическая аберрация. Инвертирование осуществляется в узком слое электростатического поля, сосредоточенного между двумя осе -симметричннми электродами специальной конфигурации. В статье чь

Р г, ^ г и

Рис.7 Двухкаскадный цилиндрический анализатор, /59/.

-г

Рис.8 Анализатор с полем близким к цилиндрическому, /60/.

1 - внутренний электрод,

2 - внешний электрод,

3 - фокальная поверхность. приведен расчет формы линии отражения инвертирующего зеркала. • »

На практике реализовать такой инвертор трудно.

Для решения некоторых задач спектроскопии пучков заряжен -ных частиц необходимо одновременно регистрировать спектральное распределение в конечном энергетическом интервале. Для этой цели Ваннбергом /60/ был предложен электростатический эяергоана -лизатор с полем, близким к цилиндрическому, рис.8. Фокальная поверхность в таком анализаторе для случая фокусировки на внутренний цилиндрический электрод имеет форму, близкую к цилиндрической. Полностью совместить фокальную поверхность с цилиндричес -кой не удалось. Сферическая аберрация оказалась большей, чем для обычнрго ЦЗ. Возможность улучшения фокусировки в таком поле не рассмотрена.

Выбор оптимальной конструкции ЦЗ и численный анализ аппаратурных искажений оже-спектров выполнен в работе /61/. Авторами данной статьи решены следующие задачи:

1. По разрешению и светосиле выполнено сравненив шести ти -пов анализаторов на основе ЦЗ, работающих в режиме угловой фокусировки второго порядка. Установлено, что наилучшими характеристиками обладает анализатор с фокусировкой типа ось-ось с кольцевой приёмной диафрагмой, расположенной в месте наименьшего сечения пучка.

2. Найдена оптимальная конструкция ЦЗ. Показано, что оптимальная конструкция улучшает разрешение на 20$, что является пределом совершенствования, который невозможно преступить без усложнения ЦЗ дополнительными электронно-оптическими элементами.

Электростатический энергоанализатор с тремя коаксиальными цилиндрическими электродами, наружным, средним и внутренним предложен в /62/, рис.9. Наружный и внутренний электроды находятся т V го

Рис.9 Трёхкаскадяый цилиндрический анализатор, /62/. 1,2,3 - Средний, наружный и внутренний цилиндрические электроды, 4 - выходная диафрагма. под отклоняющими потенциалами, средний электрод заземлен. Пучок электронов вылетает из точечного источника, расположенного на оси анализатора и попадает в поле между наружным и средним электродами. Поля наружного и внутреннего электродов отталкивают электроны к среднему цилиндру. Испытав три отражения, электроны через щель 2 фокусируются на отверстие выходной диафрагмы.Расчет электронно-оптических характеристик трехцилиндрического анализатора показал, что в нем возможна угловая фокусировка второго порядка и уменьшение угловой аберрации третьего порядка. Расчеты анализатора с тремя цилиндрическими электродами для случая фокусировки "кольцо-кольцо" даны в работе /63/. Показано, что для такой электронно-оптической схемы в случае "тонкого" среднего цилиндра сохраняется фокусировка второго порядка, появляется угловая фокусировка четвертого порядка для угла входа 31° и угло -вая фокусировка третьего порядка для различных углов входа в пределах 6-36 (град).

Теоретический расчет модифицированного ЦЗ с тремя коаксиальными электродами предложен д.Франценом и В.Таафе /64/. Показано, что добавление третьего коаксиального электрода к обыч -ным двум позволяет устранить угловую аберрацию третьего порядка, улучшить пропускание, разрешение.

Благодаря хорошим электронно-оптическим характеристикам и простой конструкции анализатор типа ЦЗ стал одним из наиболее широко применяемых в электронной спектроскопии. По чувствительности анализатор типа ЦЗ признан в настоящее время наилучшим для исследования элементного состава поверхности твердого тела методом спектроскопии Оже-электронов /7,65/. Для Цже-спектро -метров, использующих ЦЗ,характерны наиболее высокое соотношение сигнала к шуму и большая светосила (до 10$, от 4п).Комбинированг нуй ЭОХА-СЖЕ спектрометр,построенный на основе двухкаскадного ' ЦЗ в сочетании со сферическими тормозными сетками, предложен Палмбергом и др./66/. Известно,что предварительное торможение значительно повышает чувствительность дисперсионных анализаторов /67/. Двухкаскадное фокусирование анализируемого пучка позволяет устранить дефекты изображения,обусловленные неаксиальными лучами. Сочетание предварительного торможения с двухкас -кадным ЦЗ обеспечивает высокое абсолютное разрешение анализи -руемого пучка заряженных частиц. Аналогичный двухкаскадный электростатический сдектрометр на основе ЦЗ с предварительным торможением был сконструирован для использования в ядерной спектроскопии /68/. Дополнение спектрометра рентгеновской трубкой и устройством для прохождения электронов на вход ЦБ позволяет также измерять фотоэлектронные спектры. Анализатор с ци -линдрическим зеркалом, предназначенный как для Оже-спектроеко-пии.так и для спектроскопии рассеянных ионов предложен в /69/« Комбинирование двух методов на основе одного и того же анализатора создает возможность более полного анализа при исследовании поверхности.

Большую информацию в электронно-спектроскопических исследованиях дает анализ углового распределения электронов,эмитируе -мых поверхностью твердого тела. Модифицированный анализатор на основе ЦЗ /66/,предназначенный для фотоэлектронных исследований с разрешением по углу, описан в /70/. Модификация анализатора /66/ заключается в использовании подвижного барабана с апертур-ными отверстиями, расположенного на входе во второй каскад ЦЗ, рисЛО. Анализатор может работать в обычном режиме, когда анализируется интегральный спектр частиц, Имитируемых с образца в. широком интервале узлов эмиссии.

Рис.10 Модифицированный анализатор на основе двухкаскадного ЦЗ, /70/. I - образец, 2 - подвижный барабан,

3 - возбуждающее рентгеновское излучение,

4 - детектор.

Рис.II Цилиндрический зеркальный анализатор для для электронной спектроскопии с угловым разрешением, /71/. I - электронная линза, 2 - возбуждающее рентгеновское излучение, 3 - электронная пушка, 4 - позиционно-чувствительный детектор.

В этом режиме барабан выдвинут и не препятствует прохождению ко* нического пучка. В режиме фотоэлектронной спектроскопии с уг -ловым разрешением барабан вдвигается и перекрывает поток за исключением тонкого пучка частиц, который отбирается апертурой соответствующей выбранному направлению эмиссии от образца. Это направление можно систематически менять, вращая барабан. Выбором расположения образца и вращением барабана можно осущест -влять отбор фотоэлектронов как в азимутальном, так и в полярном направлениях.

При исследовании многих динамических процессов, таких как отжиг исследуемой поверхности, травление, необходимы "быстрые" способы энергоанализа вторичных электронов, исключаю -щие какие-либо механические передвижения анализирующей системы. Это возможно в случае одновременного анализа интервала энергий или широкого интервала углов эмиссии. Схема одновре -менного детектирования электронов, эмитируемых в широком диапазоне азимутальных углов предложена авторами работы /71/. Для анализа используется цилиндрический зеркальный анализатор /66/ комбинированный с позиционно-чувствительным детектором и электронной линзой, выделяющей электронные пучки в интервале по -лярных углов 20-70 градусов, рис.11. Конус анализируемых частиц фокусируется на позиционно-чувствительный детектор с по -мощью специально разработанной линзы, улучшающей чувствительность и разрешение системы. Данный прибор позволяет одновременно анализировать 60% от полного азимутального угла 2Я,не используя никакого механического передвижения.

Одним яз наиболее светосильных анализаторов является сферическое зеркало (СЗ),образованное двумя концентрическими сферическими электродами, н которым прилагается отклоняющая раз-* ность потенциалов /12/. Схема сферического зеркала представ -лена на рис.12. Частицы вылетают из точечного источника, расположенного на поверхности внутренней сферы, под некоторым углом углом к эквипотенциалям сферического поля и, следуя по эллип -тическим траекториям после отклонения на угол Ф , фокусиру -ются на поверхности внутренней сферы. Кольцевая щель, распо -ложенная в фокальной плоскости, позволяет без потери пропус -кания осуществлять прохождение частиц к детектору, находящемуся за кольцевой щелью на одной линии с источником и центром сфер. Фокусировка в двух направлениях, обеспечивающая высокую светосилу, и хорошее пропускание являются основными преимуществами СЗ, недостаток - сложность изготовления сферических электродов и кольцевой фокус, требующий соответствующей формы детектора, чтобы зарегистрировать все выходящие из поля частицы.

Подробное исследование характеристик СЗ, анализ разреше -ния, пропускания и аппаратной формы линии для точечного и дискового источников выполнен,в /72,73/. Установлено, что при определенных углах поворота Ф в СЗ может быть достигнуто про -пускание порядка 25-30% при энергетическом разрешении 6-7$.

Сферическое зеркало, обеспечивающее точную фокусировку, описано Сар-Элем /74/. Показано, что в случае расположения источника и детектора за пределами поля, во внутреннем электроде на одном и том же диаметре, полностью отсутствует сферическая аберрация. Это свойство позволяет сконструировать анализатор с очень высокой светосилой, однако линейная дисперсия по энергии в этом случае равна нулю, т.е. данный прибор может быть использован в качестве светосильного ахроматора. Необходимость поме

Рис.12 Электростатическое сферическое зеркало, /12/.

I - источник, 2 - изображение. дать источник и детектор во внутреннюю сферу является серьезным недостатком данной конструкции 03. фокусировка в СЗ для случая ввода пучка частиц со стороны внешнего электрода рассмотрена в /75/. Несомненным преимуществом ввода временных частиц через внешнюю сферу является значительно большая величина дисперсии, чем при вводе пучка через внутреннюю сферу. Недостатком такой схемы СЗ является необходимость кольцевого детектора больших размеров.

В практике физического эксперимента иногда возникает не -обходимость получать изображение источника заряженных частиц без разложения пучка в спектр по энергии, т.е. требуется осуществлять ахроматическое изображение источника. Это необходимо, когда эмиттер заряженных частиц находится в условиях, затрудняющих доступ к нему (например, сильная радиация, высокотемпературный нагрев и.т.д.). Как в случае энергоанализаторов, к ахроматическим системам предъявляются требования высокой светосилы и хорошего качества фокусировки. Литературные данные по ахроматическим системам немногочисленны. Дроуми и др. /76/ исследовали случай идеальной фокусировки в цилиндрическом электростатическом поле с углом поворота на 254°34 и установили, что цилиндрический анализатор с таким углом поворота обеспечивает бездисперсионное смещение изображения источника.Светосила при такой фокусировке меньше, чем у обычного ДЗ с фокусировкой второго порядка для сферического зеркала с идеальной фокусировкой /74/. Ахроматическая электростатическая система на основе двух ПЗ и промежуточного электронного зеркала предложена в /77/. Установлено, что данная система в режиме нулевой линейной дисперсии по энергии может фокусировать пучки заряженных частиц с точностью до куба угла расходимости.

Из анализа приведенных в обзоре работ по электростатическим энергоанализаторам типа ПЗ, ЦЗ и СЗ можно сделать следую -щее заключение.

Анализатор типа ПЗ является очень простым по конструкции спектрометром, в котором легко осуществима угловая фокусировка второго порядка. Размытие изображения в фокусе определяется угловой аберрацией третьего порядка. Получение угловой фокусировки третьего порядка не представляется возможным. Сме -щение приемной щели в область минимального сечения пучка по -зволяет в 3-4 раза улучшить разрешение ПЗ, работающего в ре -жиме угловой фокусировки второго порядка. Плоское зеркало с непараллельными электродами в режиме угловой фокусировки второго порядка обладает большей дисперсией, чем обычное ПЗ. Большинство работ направлено на исследование и улучшение таких параметров как светосила, пропускание, аппаратная функция.

Анализатор типа СЗ является наиболее светосильным из всех известных электростатических энергоанализаторов отклоняющего типа, однако из-за таких существенных недостатков, как слож -ность конструкции, необходимость помещать источник в область поля, кольцевой детектор, он не нашел широкого применения.

Анализатор типа ЦЗ является светосильным, очень простым по конструкции прибором, в котором обеспечивается угловая фокусировка второго порядка для различных схем взаимного располо -жения источника и детектора. Размытие изображения в фокусе, как и в случае ПЗ, определяется угловыми аберрациями третьего и четвертого порядков. В настоящее время известно несколько методов уменьшения и компенсации сферической аберрации ЦЗ. Метод минимальной ширины с применением кольцевого детектора оказался "наилучшим для увеличения разрешения и светосилы ЦЗ. Смещение минимального сечения на ось симметрии ЦЗ позволяет упростить 4 систему детектирования, используя для регистрации диафрагму с малым отверстием на оси, что способствует увеличению отно -шения сигнал-шум. Дальнейшее улучшение фокусировки в ЦЗ не -возможно без усложнения его дополнительными электронно-опти -ческими элементами, например, двухкаскадный анализатор на основе ЦЗ с инвертором, комбинированная система зеркал цилиндрического и гиперболического типов, в которых компенсируется кубическая угловая аберрация, корректор угловой аберрации, трехкаскадный цилиндрический анализатор с угловой фокусировкой третьего и четвертого порядков. Известно применение зеркал плоского, цилиндрического и сферического типов в качестве ахроматоров, обеспечивающих бездисперсионный перенос изображения.

Развитие методов электронной спектроскопии в приложении к изучению поверхности твердых тел выдвигает новые требования к анализирующим элементам. По-прежнему остается актуальной задача улучшения электронной оптики энергоанализаторов с целью увеличения светосилы, разрешающей способности, светимости. Б настоящее время интенсивно ведутся исследования энергетичес -ких спектров и угловой анизотропии выхода вторичных электронов (оже- , фото-электронов), эмитируемых поверхностью твердых тел под действием первичного возбуждающего облучения (электронные пучки, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи).« Интенсивности потоков вторичных электронов, как правило, очень слабые, ре -гистрация их в узких интервалах углов выхода производится в режиме счета отдельных электронов. Чтобы повысить чувствительность измерений и сократить время на измерения, необходимо разработать специальные электронные спектрометры, которые позвоь ляли бы производить одновременную регистрацию как углового распределения вторичных электронов в широком диапазоне углов выхода, так и распределения их по энергии в некотором конечном энергетическом интервале, в настоящее время эта задача решена лишь частично - известен прибор /71/, позволяющий одно -временно регистрировать фотоэлектроны в широком диапазоне азимутальных углов, однако энергетический анализ осуществляется по точкам.

Широкое применение электростатических энергоанализаторов типа ПЗ и ЦЗ как высокоточных и в то же время наиболее прос ~ тых в конструктивном отношении приборов для решения новых задач электронной спектроскопии поверхности твердого тела, требует их дальнейшего развития и усовершенствования» Необходимо выявить дополнительные резервы уменьшения сферической аберрации, увеличения светосилы, дисперсии, улучшения разрешения в электростатических зеркалах за счет отступления от закона однородного и цилиндрических полей. Представляется целесообразным как в научном, так и в практическом отношениях исследо -вать электронно-оптические системы, построенные из комбинаций зеркал типа СЗ и ЦЗ, с целью выявления новых функциональных возможностей электронной оптики комбинированных систем и их применения на практике.

Цель настоящей работы:

I. Исследовать электронно-оптические свойства зеркальных электростатических энергоанализаторов,в которых отклоняющий электрод имеет гиперболический (для поля с плоской симметри -ей) и экспоненциальный (для осесимметричного поля) профили, в пределе переходящие в.электроды плоской и конической формы. г

2. Разработать способ улучшения фокусировки в этих анализаторах для случаев малого отступления от законов однородного и цилиндрического полей.

3. Исследовать электронно-оптические свойства комбини -рованных систем на основе анализатора 03 и ЦЗ. Теоретически разработать устройства на основе комбинированных систем для одновременной регистрации энергетического и углового распре -деления заряженных частиц в конечных интервалах. Теоретически разработать светосильный энергомасс-анализатор.

КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ

Теоретически исследованы электронно-оптические свойства электростатического зеркального анализатора на основе поля, близкого к однородному, отклоняющий электрод которого имеет гиперболический профиль. Получено выражение для расчета функции аберрационного размытия изображения в фокусе. Определена оптимальная ионно-оптическая схема ПЗ с неоднородным полем. Рассчитана аппаратная функция в таком поле. Рассчитаны функции аберрационного размытия для слабонеоднородного поля в режиме минимальной ширины пучка. Показано, что совместное использование метода смещения изображения и слабонеоднородного поля позволит в 1,5-2 раза улучшить разрешение зеркала по сравнению с каждым методом в отдельности.

Теоретически исследованы электронно-оптические свойства электростатического зеркального анализатора на основе поля, близкого к цилиндрическому, отклоняющий электрод которого имеет экспоненциальный профиль. Получена функция аберрационного размытия изображения в фокусе. Установлены условия для максимального уменьшения аберрационного размытия в фокусе,близ -ком к точечному.

Теоретически исследованы электронно-оптические свойства двух комбинированных систем на основе ЦЗ и СЗ. Определены функции аберрационрого размытия изображения в комбинированных системах, угловые аберрационные коэффициенты первого второго и третьего порядков. Определены условия ахроматического режима. Установлена возможность компенсации кубической угловой аберрации в ЦЗ, соединенном с ахроматором. Определена угловая дисперсия по энергии. Исследованы времяпролетные свойства. Показано, что на основе комбинированных систем можно строить анализаторы для одновременной регистрации в конечных интервалах как угловых, так и энергетических распределе -ний в пучках заряженных частиц, благодаря чему можно увели -чить чувствительность и сократить время этих измерений. Ком -бинированные системы можно также использовать как светосиль -ные времяпролетные энергомасс-анализаторы.

На защиту выносятся следующие положения: I. Результаты теоретических исследований электростатических энергоанализаторов с полями близкими к однородному и цилин -дрическому распределению потенциала, анализ полученных результатов и выводы о том, что: а) небольшое отклонение от однородности поля плоского зеркала, создаваемое наклоном одной из пластин зеркала на малый угол, позволяет в несколько раз улучшить разрешение; б) совместное использование метода смещения фокуса и слабонеоднородного поля позволяет в 1,5-2 раза улучшить разрешение плоского зеркала по сравнению с каждым методом в отдельности; в) использование цилиндрического зеркала, имеющего внешний электрод в форме конуса с малым углом наклона образующей, позволяет в несколько раз улучшить разрешение.

2# Результаты теоретического исследования электронно-оптических свойств комбинированных систем, анализ полученных результатов и выводы о возможности использования их в качестве устройств для одновременного анализа угловых и энергетичес -ких распределений в пучках заряженных частиц, а также в качестве светосильного времяпролетного энергомасс-анализатора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе проведено теоретическое исследование электронно-оптических свойств энергоанализаторов с полями, близкими к однородному и цилиндрическому, а также комбинированных систем на основе ЦЗ и 03. Перечислим конкретные ре -зультаты, полученные в диссертации.

1. Анализатор с полем близким к однородному.

Аналитически, во втором приближении по малой величине А 7 характеризующей отклонение от однородности поля, решены уравнения движения заряженной частицы в слабонеоднородном поле типа для различных электронно-оптических схем расположения источника и его изображения. Получены выражения для расчета аберрационного размытия изображения, определена аппаратная функция. Установлена оптимальная электронно-опти -ческая схема, с помощью которой для широкого интервала углов расходимости пучка достигается существенное уменьшение угло -вой аберрации. Так для случая А= интервале углов А 6- - 6 размытие изображения уменьшается в три раза по сравнению со случаем угловой фокусировки второго порядка в ПЗ. На практике разрешающую способность ПЗ можно улучшить, наклонив верхнюю пластину относительно плоскости нижней на небольшой угол. Используя совместно методики смещения изображения и слабонеоднородного поля можно дополнительно, еще в 1,5-2 раза, уменьшить ширину изображения по сравнению с режимом минимального сечения пучка в условиях угловой фокусировки второго порядка ПЗ.

2. Анализатор с полем близким к цилиндрическому.

Методом итераций для малых значений параметра А ,характеризующего отклонение от цилиндрического поля, аналитически решены уравнения движения заряженной частицы в поле типа ны проекции траектории на ось симметрии анализатора. Рассчитаны функции аберрационного размытия изображения в фокусе для случая точечного источника, расположенного на оси симмето рии анализатора, . Показано, что аберрационное размытие в фокусе анализатора с полем близким к цилиндрическому в несколько раз меньше, чем в часто цилиндрическом поле. Установлено, что требуемые значения безразмерно коэффициента А , определяющего степень отклонения от цилиндрического поля, малы. Так, - б значение А »соответствую щее минимальному размытию в фокусе, равно -3,5 « Ю-3. Поскольку требуемые значения коэффициента малы, то экспоненциальный профиль внешнего электрода анализатора с полем близким к цилиндрическому хорошо аппроксимируется конусом.

3. Комбинированные электростатические системы зеркал.

Рассмотрены две комбинированные системы: система I на основе ДЗ и 03 с внешним отражением пучка от СЗ, система П на основе ЦЗ и СЗ с внутренним отражением пучка от СЗ. В приближении плоских траекторий в системах определена длина проекции произвольной траектории на ось симметрии от источника до изображения и время пролета заряженной частицы по этой траектории. Определены угловые аберрационные коэффици -енты первого, второго и третьего порядков, определены линейная и угловая дисперсия по энергии. Определены аберрационные коэффициенты для времени пролета заряженной частицы во втором приближений по углу расходимости пучка. Найдена дисперсия времени пролета по энергии. Установлено, что при условии А-/

Получено выражение для расчета дли системы I, и для системы П, комбинированные системы работают в ахромати -ческом режиме, т.е. в режиме равенства нулю линейной дисперсии по энергии. В этом режиме системы 1,П обладают свойством угловой фокусировки второго порядка, причем кубический аберрационный коэффициент систем имеет положительный знак. Это свойство комбинированных систем позволяет использовать их для компенсации кубической угловой аберрации ЦЗ и создания уст -ройств, фокусирующих с точностью до четвертой степени угла расходимости пучка. Установлено, что при определенных уи и некоторых значениях X/ в системе П выполняется угловая фокусировка третьего порядка. Установлено, что в ахромати -ческом режиме системы обладают значительной по величине уг~ ловой дисперсией по энергии. Так для системы I угловая дис$ Персия приу1/-1 , Х/^^составляет не менее 4,8° на 1$ изменения энергии, а -в системе П при этих же у[/ и X/ в четыре раза больше. Расчетное разрешение по энергии в ин -тервале 6^-2% составляет для системы I - 0,097$, для системы П - 0,014$. Это.значит, что комбинированные системы можно использовать для одновременной регистрации спектра в небольшом энергетическом интервале. Показано, что на основе комбини -рованных систем можно строить анализаторы для одновременной регистрации в конечных интервалах как энергетических, так и угловых распределений в лучках заряженных частиц, благодаря чему можно увеличить чувствительность и сократить время этих измерений. Установлено,что в ахроматическом режиме траектории заряженных частиц одной и той же массы и энергии в системе I изохронны во втором приближении, а в системе П в первом

- приближении по углу расходимости пучка. В режиме изохронных

- траекторий время пролета заряженных частиц одинаковой кинетической энергии, но различных по массе, отличается. Это свойство позволяет использовать системы в качестве светосильного времяпролетного масс-сепаратора.

В заключение хочу выразить глубокую благодарность научному руководителю, доктору физико-математических наук Зашква-ре В.В. за предоставленную тему, постоянное руководство и внимание, а также кандидату физико-математических наук Чокину К.Щ. за помощь в выполнении работы на различных её этапах.

1. Зигбан К. ,Нордлинг К.,Фальман А. и др. Электронная спект-'роскопия.- M.s МИР, 1971. - 12 с.

2. Гомоюнова М.В. Вторичная эмиссионная спектроскопия поверхности твердого тела,- ЖТФ, 1976, т.46, Jfe 6, C.II37-II7Ü.

3. Шульман А.Р.,Фридрихов С.А. Вторично-эмиссионные методы исследования твердого тела.- М.: Наука, 1977. 71 с.

4. Козлов И.Г. Современные проблемы электронной спектроскопии. М.: Атомиздат, 1978. - 24 с.

5. Steckelmas her W. Energy analysers for charged particle beams. J. of Physics E: Scientific Instrum.,1973, vol.6, p.1061-1071.

6. Афанасьев В.П., Явор С.Я. Электростатические анализаторы для пучков заряженных частиц,- М,: Наука, 1978. 14 с.

7. Roy v., Carett J.D. Design of electron spectrometers for surface analysis. Inß Topics in Current Physics, 1977» vol. 4, p.13-58.

8. Фридрихов С.А. Энергоанализаторы и монохроматоры для электронной спектроскопии. ЛГУ, 1978. - 6с.

9. Смит М.В., Ларсен П.К., Траум М.М. Небольшой анализатор с плоским зеркалом для спектроскопии фотоэлектронов с раз -решением по углу. Приборы для научных исследований, 1977, т.48, М, с.80-86.

10. Штоффель Н.Д., Маргаритондо Г. Компактный анализатор и гониометр для электронной спектроскопии с угловым разрешением.- Приборы для научных исследований,1982,т.53, № I,с.18-22.

11. Аллен Ф.Д. Электростатический анализатор с плоскопараллельными пластинами для исследования плазмы,создаваемой с помощью лазера. Приборы для научных исследований, 1971, т.42, ЖСО, с.34-38.

12. Ritchie К.Н., Checa J.S., Birkhoff R.D. The spherical condenser as a high transmission particle spectrometer. -Nuclear Instrum.& Methods, 1960, vol.6, л/2, p.157-163.

13. Palmberg P.W., Bohn G.K., Tracy J.C. High sensitivity Auger electron spectrometer. Appl. Phys. Letters, 1969, vol. 15, 8, p.25^-255.

14. Маэда К.,Ихара Т.,Новый спектрометр фотоэлектронов на основе анализатора типа цилиндрического зеркала в сочетании с источником мягкого рентгеновского излучения. Приборы для научных исследований, 1971, т.42, МО, с.93-97.

15. Holloway h. P. Fundamentals and applications of Auger electron Spectroscopy. Advances in Electronics and Electron Physics, 1980, vol.54-, p.241-298

16. Кельман B.M., Родникова И.В. Электростатический призмен-ный анализатор энергии заряженных частиц. ЖТФ, 1962, т.32, 163, с.279-286.

17. Кельман В.М., Явор С.Я. Электронная оптика,- JI.: Наука, 1968, 339 с.

18. Кельман В.М., Карецкая С.П., Федуллина Л.В., Якушев Е.М. Электронно-оптические элементы призменных спектрометров заряженных частиц. Алма-Ата: Наука, 1979, C.II0W77.

19. Кельман В.М., Якушев Е.М. Оптические свойства преломляющих электронных систем.- ЖТФ,1967, т .37, Н2, с.2121-2136.

20. Бобыкин Б.В., Кельман В.М., Невинный Ю,А,, Секуяова Л.М. Прохождение заряженных частиц через трёхэлектронные отклоняющие телескопические системы.- ЖТФ,1969,т.39, HI, с.1941-1953.

21. Кельман В.М., Расторгуев В.А., Якушев Е.М. Аберрации электростатических призм. ЖТФ, т.40, № 7, с.1467-1475.

22. Бобыкин Б.В., Кульман В.М., Любов С.К., Расторгуев В.А. Расчёт электростатической призмы по точным уравнениям. -ЖТФ, 1975, т.45, Ml, с.2274-2280.

23. Денисов Е.П., Петров И.А., Явор С.Я. Призменный электростатический спектрометр с пятиэлектродными квадрупольно-окту-польными линзами. ЖТФ, 1971, т.41, №2, с.450-453.

24. Явор С.Я., Петров И.А., Денисов Е.П. Электростатический спектрометр высокого разрешения для ЭСХА-матода, ЖТФ, 1971, т.41, JÎ9, с.1839-1844.

25. Бобыкин Б.В., Волкова И.Г., Галль Р.Н. и др. Оже-спектро-метр на основе призменной электронной оптики. ЖТФ, 1978, т.48, М, с.853-859.

26. Бобыкин Б.В., Кельман В.М., Любов С.К., Невинный Ю.А. Электростатический призменный бета-спектрометр с осесиммет-ричными линзами. ПТЭ, 1973, №3, с.38-41.

27. Бимурзаев С., Кельман В.М., Якушев Е.М. Электростатическая телескопическая система с устранимой сферической аберрацией. -ЖТФ, 1976, т.46„№3, с.452-459.

28. Yarnold G.D, Bolton H.С. The electrostatic analysis of ionic beams. J. of Scientific instruments, 1949, vol.26,p.38-40.

29. Harrower C.A. Measurement of electron energies by deflection in a uniform electric field. Rev.Sci. InsTrum., 1955, vol.26,N 9, p.85o-854.

30. Литвин В.Ф. Электростатический анализатор для изучения угловых распределений заряженных продуктов ядерных реакций.-П.Т.Э, 1958, №3, с.32-34.

31. Грин Т.О., Прока Г.А. Электростатический спектрограф с плоскопараллельными пластинами. Приборы для научных исследований, 1970, МО, с.20-23.

32. Edelmann P., Dlmer К. Energieverllustmessungen mit dem Fontanenspectrometer: — Z.Andew.Phys., 1965» vol."18, p.308-315.

33. Schmits V/., Mehlhorn W. Parallel plate analyser with second order focusing property. J of Fhys. E: Scient. Instrum., vol.8 p.64-68.

34. Голиков Ю.К., Уткин К.Г., Чепарухин В.В. Энергоанализирую-щие свойства системы непараллельных плоскостей.- Труды ЛПИ, 1975, №345, с.87-91.

35. Шаповалов А.С. К вопросу о влиянии пространственного заряда частиц на их фокусировку и дисперсию по энергии в поле плоского конденсатора. ЖТФ, 1965, т.35, йб, с.1053-1062.

36. Шаповалов А.С. К вопросу о влиянии пространственного за -ряда частиц на фокусирующие и дисперсионные свойства электростатических полей цилиндрического и плоского анализа -торов энергии. ЖТФ, 1966, т.36, №5, с.920-930.

37. Зашквара В.В. о влиянии пространственного заряда на фокусировку второго порядка в некоторых электростатическихзеркалах. ЖТФ, 1976, т.46, Ш, с.1752-1755.

38. Carett J.D. Improvment of the resolving Powerand Transmission of Electrostatic Spectrometers. J. of Applied Physics, 1971, vol.42,/V9, P.3601-3615.

39. Афанасьев В.П., Явор С.Я. О возможности увеличения светимости энергоанализаторов за счет оптимизации входных параметров пучка. ЖТФ, 1975, т.45, №3, с.471-480.

40. Gremmelmaier R Dissertation, Thesis Technische Hochschule1. Karlsruhe, 1952.

41. Blauth E. Zur Energieverteilung der von Erotonen in Gasen aus gelösten Secundärelektronen. Zeitschrift für Fhysic, 1956, Bd.14-7♦ p.228-240.

42. Mehlhom W. Die Feinstructur des 1-MM-Auger Electronen Spectrums von Argon und der K-IiL-Spectrum von Stickstoff, Sauerstoff und Methan. Zeitschrift für Physic, 1960, vol.160, д/ 3, p.247-267»

43. Козлов И.Г., Шаповалов A.C. К вопросу о фокусирующих и дисперсионных свойствах поля цилиндрического конденсатора. Изв.ВУЗов, Радиофизика, 1964, т.7, №3, с.531-538.

44. Шаповалов A.C., Козлов И.Г. Цилиндрический спектрометр энергий заряженных частиц с перемещающимся объектом исследований . ПТЭ, 1966, Ш, с. 34-36.

45. A.C. 175584 (СССР). Электростатический энергоанализатор. В.В.Зашквара, М.И.Корсунский, О.С.Космачев.- Опубл. в Б.И. 1965, №20.

46. Зашквара В.В., Корсунскик М.И., Космачёв О.С. Фокусирующие свойства электростатического зеркала с цилиндрическим полем. ЖТФ, 1966, т.36, М, с.132-138.

47. Зашквара В.В., Редькин B.C. К вопросу о фокусировке пучка заряженных частиц электростатическим зеркалом с цилиндрическим полем.- ЖТФ, 1969, т.39, Ш, с.1452-1456.

48. Зашквара В.В.,Корсунекий М.И.,Редькин В.С.,Лавров В.П. Ионно-оптические свойства электростатического энергоанализатора пучков заряженных частиц с фокусировкой типа кольцо-ось.- ЖТФ, 1970, т.40, М2, с.2591-2592.

49. Зашквара В.В. Некоторые ионно-оптические характеристики электростатического энергоанализатора типа цилиндрического зеркала. ЖТФ, 1971, т.41, М, с.829-830.

50. Risley J.S. Design Parameters for the cylindrical mirroranalyser. Rev. Sei. Instrum., 1972, vol.43, Р.95-ЮЗ.

51. Зашквара В.В. Электростатический энергоанализатор типа цилиндрического зеркала и применение его в некоторых исследованиях, докт.диссертация, 1974, Алма-Ата.

52. Hafner Н., Simpson J.A., Kuyatt Е.С. Comparision of the spherical deflector and cylindrical mirror analysers. -Rev. Sci. Instrum., 1968, vol.39 »уИ» P.53-35.

53. GonradyA.E. Applied optics and optical design. -New York.: Dover Publications, 1957» P.120 et. seq.

54. Прока Г.А., Грин Т.О. Минимальный размер изображения в электростатическом спектрографе с плоскопараллельными пластинами. Приборы для научных исследований. 1970, т.41, М2, с.82-87.

55. Зашквара В.В. Фокусировка пучка заряженных частиц конечной угловой расходимости в электростатическом анализаторе типа цилиндрического зеркала. ЖТФ, 1971,т.41,Ж,с.193-197.

56. Зашквара В.В., Тарасов В.Ф. Корректор угловых аберраций в анализаторе типа цилиндрического зеркала.- ЖТФ,1976,т.44, №, с.1334-1337.

57. Белиовский А.В. Вариант корректора аберраций для энергоанализатора типа "цилиндрическое зеркало". ЖТФ, 1981, т.51, В 8, с.1711-1713.

58. Зашквара В.В. Компенсация угловой кубической аберрации в системе двух электростатических зеркал. ЖТФ, 1974, т.44, № 7, с.1541-1543.

59. Зашквара В.В., Ильин A.M., Ашимбаева Б.У. Двухкаскадный цилиндрический энергоанализатор с угловой фокусировкой третьего порядка. ЭТФД978, т.48,№6,с.1262-1265.

60. Wannberg В. An electrostatic mirror spectrometer with coaxial electrodes for multi-detector operation. -Nuclear Instrum & Methods, 1973, vol.107, p.549-556.

61. Горелик В.А., Машинский Ю.П., Протопопов О.Д.Шапиро А.А. Выбор конструкции цилиндрического энергетического анализатора и численный анализ аппаратурных искажений Оже-спек-тров. Известия АН СССР, серия физическая, 1976, т.40, М2, с.2633-2636.

62. Меньшиков К.А. Электростатический анализатор заряженных частиц с тремя коаксианыльными цилиндрическими электродами. ЖТФ, 1981, т.51, ЖЕ, с.17-21.

63. Меньшиков К.А. Электростатический анализатор заряженных частиц с тремя коаксиальными цилиндрическими электродами.-ЖТФ, 1982, т.52, Ml, с.2245-2252.

64. Fransen W., Taaffe J. Theory of modified cylindrical mirror electron spectrometer free of third-order aberration. J.Fhys. E: Sci. Instrum., 1980, vol,1$, p.7^9 - 723,

65. Протопопов,О.Д., Машинский Ю.П. Энергетические анализаторы Оже-электронной спектроскопии. Обзоры по электронной технике, ЦНИИ "Электроника", 1976, серия 7, - 5 с.

66. Palmberg P.W. Combined ESCA/AUGER system based on the double pass cylindrical mirror analyser. J. of electron spectroscopy 8s rel. phenomena, 1974-, 5» p.691-703.

67. Helmer J.C., Weichert N.H.Enhancement of sensitivity in ESCA spectrometers. Appl. Phys. letters, 1968, vol.13,8, p.266-268.

68. Varga D., Kadar I., Kover A. at al. An electron spectrometer of double-pass cylindrical mirror type fof nuclear spectroscopy and atomic physics. Nuclear Instmm. & Methods, 1978, 154, p.4-77-483.

69. Niehys H., Bauer E. Low energy ion backscattering spectroscopy with a commercial auger cylindrical mirroranalyser. Rev.Sci.Instrum., 1975, vol. 46,y9, p.1275-1277.

70. Knapp J.A., Lapeyre G.J. Modification of cylindrical mirror analyser for angle-resolved electron spectroscopy. Rev. Sci. Instrum.,, 1982, vol.53, N 6, p.781-784.

71. Van Hoof H.A., Vondervul M.J. Position-sensitive detector system for angle-resolved electron spectroscopy with a cylindrical mirror analyser. -J.Phys.E: Sci. Instrum., 1980, vol.13, p.409-4-14.

72. Birkhoff R.I)., Kohn J.M., Eldridge H., Ritchir R.H. The spherical condencer as a high transmission particle spectrometer., Nuclear Instrum. & Methods, 1960, vol.9, А/ 3, P.313-319«

73. Hubbel H.H., McConnel W.J., Birkhoff R.D. The spherical condencer as a high transmission particle spectrometer. -1964, vol.31, л/ 1, p.18-24.

74. Sar-El H.Z. More on thespherical condenser as an analyser. Nuclear Instrum. & methods, 1960, vol.42,//1,p.72

75. Серебряник A.H. К вопросу о фокусирущих и дисперсионных свойствах поля сферического конденсатора. "Изв.ВУЗов. Радиофизика", 1967, т.10, с.152-158.

76. Дроуми Р.Г., Моррисон Дж.Д., Пил Дж.Б. Идеальная фоку си -ровка по направлению и скорости при 254°34* в цилиндрическом электростатическом поле. Приборы для научных исследований, 1973, т.44, №7, с.913.

77. Зашквара В.В., Бсеева Р.Т., Тажибаева С.Д. Ахроматор на основе плоских электростатических зеркал. 1ТФ, 1980, т.50, 17, с.1539-1541.

78. А.С. №736213(СССР) Электростатический энергоанализатор.

79. В.В.Зашквара, Б.У.Ашимбаева, Опубл.в Б.И. 1980, М9, с.247.

80. Зашквара В.В., Ашимбаева Б.У. Электростатический энергоанализатор на основе поля близкого к однородному.- ЖТФ, 1979, т.49, №9, с.1809-1813.

81. Зашквара В.В., Ашимбаева Б.У. Улучшение фокусировки в электростатических зеркалах с полями близкими к однорядному и цилиндрическому.- ЖТФ, 1980, т.50, №2, с.406-409.

82. А.С. .№544018(СССР). Электростатический энергоанализатор. В.В.Зашквара, Б.У.Ашимбаева. Опубл. в Б.И. 1977, №3, с.161.

83. Зашквара В.В., Ашимбаева Б.У., Тарасов В.Ф. Улучшение угловой фокусировки в анализаторе с электростатическим полем близким к цилиндрическому.- ЖТФ, 1977, т.47, М1, с.2372-2380.

84. Зашквара В.В., Ашимбаева Б.У. Ахроматическая система на основе электростатических зеркал сферического и цилиндрического типа. ЖТФ, 1980, т.50, №12, с.2593-2601.

85. Зашквара В.В., Ашимбаева Б.У. Угловая дисперсия и время-пролетные характеристики системы электростатических зеркал сферического и цилиндрического типа. ЖТФ, 1981, т.51, Ш, с.490-495.

86. A.C. №713395(СССР) Спектрометр пучков вторичных электродов. Зашкварин В.В., Чокин К.Ш., Ашимбаева Б.У. Опубл. в Б.И., 1980, М, с.200.

87. Зашквара В.В., Чокин К.Щ., Ашимбаева Б.У. Спектрометр пучков вторичных электронов. ЖТФ, 1983, т.53, №3,с.579-581.

88. Зашквара В.В., Ашимбаева Б.У. Электронно-оптическая система на основе электростатических зеркал цилиндрического и сферического типа. ЖТФ, 1982, т.53, с.1633-1636.1. УТВЕРЖДАЮ:

89. Директории® АН Каз.ССР ^академик . CGPsC^U'c^ уШтМБВАГЙЮВ1.601. УТВЕРЖДАЮ:.

90. Начальниц^Б^Э^ГСССР КсТ.н. ЖА БАЗАРНЫЙti" г.1. АКТе внедрении анализатора на основе электростатического цилиндрического зеркала

91. Разработка электростатического анализатора осуществлена на основе авторских свидетельств № 17558-й, Р 544018, Р 708856.

92. В СКВ ИРЭ АН СССР электростатические анализаторы применены в качестве датчиков Око-электронов при проведении элементного анализа поверхности твердого тела.

93. Работу по внедрению анализатора елодуст считать успешно завершенной.

94. Заведующий лабораторией электронной спектроскопии ШФ АН Каз.ССР,,/-, . д.ф.-м.к. -Г) (В,В.ЗАШКВАРА1. Стараий научный сотрудник1. ЛЭС Шф АН Каз.ССР,к.го.-м.н. В. С е РЕДЬКИН41. Ж7'1. Начальник, отдела- /LiB. Г. ПАНКОВi in in an и i' nil »iin—

95. Начальник вакуумного сектора ^Т^Г Н. С с КОРОЛЬКОВеяввгэ-де ввймэввгавву*«етвпаагтш1. Ведущий шшеиер1. Л,,. ГРИГОРЬЕВ

96. В ХАИ шг. Н.Е.Гуковского были изготовлены детали анализатора, разработана вакуумная камера, блоки питания к регистрации к оке-спектрометру.

97. Разработка электростатического анализатора осуществлена на основе авторских свидетельств А' 175584, 344018,15 708856.

98. Использование энергоанализатора в ХАЙ помогло -поставить проводимые исследования электродных материалов на качественно новый уровень и улучшйть подготовку выпускников института.

99. Работу по внедрению электронного охе-спектро^етра следует считать успешно завершенной. .1. Согласовано1. Согласовано

100. Зав.ла б. электронной :оскопил д.й,1. В.В.ЗАШКВАРАспектроскопии д.со.-м.н/к ' • /1. Л-1'с.к.с.ла б.злек трон.спектроскопии к.ю.к.н."1. В.О.Редьхин

101. Зав.каф.202- д.т.н. ,проф. /с^ ~~~ нТв'.БЕЛАК 202 доп.к.т.н.

102. В.Ф.ГАЙДУКОВ ирант каф.2021. С.С.ДОБРОТВОРСКИИл1. С-оm itesop1. Щ^Ш^Ш Äi IÍOÜCGPг»