JP2003208870A - 静電エネルギー分析器 - Google Patents
静電エネルギー分析器Info
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- JP2003208870A JP2003208870A JP2002005751A JP2002005751A JP2003208870A JP 2003208870 A JP2003208870 A JP 2003208870A JP 2002005751 A JP2002005751 A JP 2002005751A JP 2002005751 A JP2002005751 A JP 2002005751A JP 2003208870 A JP2003208870 A JP 2003208870A
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- electrode
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- charged particles
- energy analyzer
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- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
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- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 荷電粒子のエネルギー分析において、異なっ
たエネルギーを有する荷電粒子を同時に弁別でき、エネ
ルギースペクトルの同時計測を可能とする。 【解決手段】 荷電粒子のエネルギー分析するための静
電エネルギー分析器において、電極に円筒形や球面以外
の楕円型、回転楕円体や螺旋型を利用したエネルギー分
析器、あるいは、球面、円筒形を用いた場合は、非同軸に電
極を配置したエネルギー分析器(球面の場合は、球面の中
心をずらせて配置した静電エネルギー分析器)であり、
第一電極を透過電極とし、第二電極を反射電極とし、電極
の形状を楕円型、回転楕円体、螺旋型や円筒形、球形を組
み合わせて、エネルギースペクトルを1次元、あるいは、2
次元センサーで得る。
たエネルギーを有する荷電粒子を同時に弁別でき、エネ
ルギースペクトルの同時計測を可能とする。 【解決手段】 荷電粒子のエネルギー分析するための静
電エネルギー分析器において、電極に円筒形や球面以外
の楕円型、回転楕円体や螺旋型を利用したエネルギー分
析器、あるいは、球面、円筒形を用いた場合は、非同軸に電
極を配置したエネルギー分析器(球面の場合は、球面の中
心をずらせて配置した静電エネルギー分析器)であり、
第一電極を透過電極とし、第二電極を反射電極とし、電極
の形状を楕円型、回転楕円体、螺旋型や円筒形、球形を組
み合わせて、エネルギースペクトルを1次元、あるいは、2
次元センサーで得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子のエネルギー
分析をするための静電エネルギー分析器に関する。
分析をするための静電エネルギー分析器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の静電エネルギー分析器は、円筒鏡
分析器に代表されるように、電極にかける電圧で決まる
特定のエネルギーの荷電粒子を弁別する方式であった。
したがって、従来方式では、異なったエネルギーの荷電粒
子が同時に測定器に入った場合には、一つのエネルギー
の粒子しか弁別できず、その他のエネルギーを持つ粒子
の情報は失われてしまう。このように、従来の静電エネ
ルギー分析器は、荷電粒子のエネルギースペクトルの同
時計測が不可能であった。
分析器に代表されるように、電極にかける電圧で決まる
特定のエネルギーの荷電粒子を弁別する方式であった。
したがって、従来方式では、異なったエネルギーの荷電粒
子が同時に測定器に入った場合には、一つのエネルギー
の粒子しか弁別できず、その他のエネルギーを持つ粒子
の情報は失われてしまう。このように、従来の静電エネ
ルギー分析器は、荷電粒子のエネルギースペクトルの同
時計測が不可能であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高分解能で、
かつ、スループットが高く、エネルギースペクトルを同時
に測定可能な静電エネルギー分析器を提供することにあ
る
かつ、スループットが高く、エネルギースペクトルを同時
に測定可能な静電エネルギー分析器を提供することにあ
る
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、静電エネルギー分析器の電極形状と配置を以下のよ
うにする。電極形状が円筒形、球面の場合は、非同軸(球
面の場合は中心が異なる位置)に電極を配置する。電極
形状が円筒形、球面以外である場合は、楕円型、回転楕円
体、 螺旋型電極およびその組み合わせを用いる。 また、
第一電極に透過型円筒形電極を用いた場合、反射電極に
楕円型電極、あるいは螺旋型電極を用いても良い。
に、静電エネルギー分析器の電極形状と配置を以下のよ
うにする。電極形状が円筒形、球面の場合は、非同軸(球
面の場合は中心が異なる位置)に電極を配置する。電極
形状が円筒形、球面以外である場合は、楕円型、回転楕円
体、 螺旋型電極およびその組み合わせを用いる。 また、
第一電極に透過型円筒形電極を用いた場合、反射電極に
楕円型電極、あるいは螺旋型電極を用いても良い。
【０００５】
【作用】荷電粒子は、第一電極の透過電極を透過した後、
電場により、軌道を直線から曲線に変える。電場は等電
位面に対して垂直方向であり、このとき、高い電圧の等電
位面と低い電圧の等電位面の距離を空間的に徐々に変え
ることにより異なったエネルギーの荷電粒子を異なった
位置に集中させる軌道を得ることが可能となる。
電場により、軌道を直線から曲線に変える。電場は等電
位面に対して垂直方向であり、このとき、高い電圧の等電
位面と低い電圧の等電位面の距離を空間的に徐々に変え
ることにより異なったエネルギーの荷電粒子を異なった
位置に集中させる軌道を得ることが可能となる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1により説明す
る。本発明の静電エネルギー分析器において電極形状を
楕円型にした場合の例で、電極は第一電極である透過電
極１と第二電極である反射電極２から構成される。透過
電極１は、通常は、試料表面３の部位と同一電位とし、透
過電極１を通過する荷電粒子のみに反射電極２の電位を
影響させるようにしている。透過電極１と反射電極２の
間に、絶縁体４を挿入しても良い。
る。本発明の静電エネルギー分析器において電極形状を
楕円型にした場合の例で、電極は第一電極である透過電
極１と第二電極である反射電極２から構成される。透過
電極１は、通常は、試料表面３の部位と同一電位とし、透
過電極１を通過する荷電粒子のみに反射電極２の電位を
影響させるようにしている。透過電極１と反射電極２の
間に、絶縁体４を挿入しても良い。
【０００７】図２に試料表面３と透過電極１に０V、反射
電極２に３００Vを印加した場合の等電位面５と50-300e
Vの色々なエネルギーをもつ荷電粒子の軌跡６の計算結
果を示す。試料表面３の測定すべき点７（以降、出発点
７）から出発した異なったエネルギーを持つ荷電粒子
は、透過電極を通過するまでは、直線軌道である。そし
て、透過電極１を通過した後は、図２に示す等電位面５に
よって作られる電位の影響により(荷電粒子は等電位面
５の法線方向に力を受ける)、軌道を直線から曲線に変え
る。
電極２に３００Vを印加した場合の等電位面５と50-300e
Vの色々なエネルギーをもつ荷電粒子の軌跡６の計算結
果を示す。試料表面３の測定すべき点７（以降、出発点
７）から出発した異なったエネルギーを持つ荷電粒子
は、透過電極を通過するまでは、直線軌道である。そし
て、透過電極１を通過した後は、図２に示す等電位面５に
よって作られる電位の影響により(荷電粒子は等電位面
５の法線方向に力を受ける)、軌道を直線から曲線に変え
る。
【０００８】エネルギーの低い50eVの荷電粒子から、高
い300eVの荷電粒子がそれぞれ異なった位置に焦点を結
んでおり，焦点からなる面８が形成されていることが判
る。このときの各エネルギーの焦点における荷電粒子の
エネルギー分解能は、エネルギー50eVで2．6％、エネルギ
ー100eVで1．1％、エネルギー150eVで1．5％、エネルギー
200eVで1．7％、エネルギー250eVで2．3％、エネルギー30
0eVで3．2％である。図2では、出発点３から出る荷電粒
子のエネルギー範囲を50-300eVとしているため、反射電
極２の電圧を300Vとしているが、当然ながら、この電圧は
測定すべき荷電粒子のエネルギーにより変わる。荷電粒
子の軌跡６は、荷電粒子のエネルギーに対する反射電圧
の相対的な比で決まるために、必要なエネルギー範囲に
たいして、反射電圧を適当に選べばよく、図2の計算例は
一般性を失わない。
い300eVの荷電粒子がそれぞれ異なった位置に焦点を結
んでおり，焦点からなる面８が形成されていることが判
る。このときの各エネルギーの焦点における荷電粒子の
エネルギー分解能は、エネルギー50eVで2．6％、エネルギ
ー100eVで1．1％、エネルギー150eVで1．5％、エネルギー
200eVで1．7％、エネルギー250eVで2．3％、エネルギー30
0eVで3．2％である。図2では、出発点３から出る荷電粒
子のエネルギー範囲を50-300eVとしているため、反射電
極２の電圧を300Vとしているが、当然ながら、この電圧は
測定すべき荷電粒子のエネルギーにより変わる。荷電粒
子の軌跡６は、荷電粒子のエネルギーに対する反射電圧
の相対的な比で決まるために、必要なエネルギー範囲に
たいして、反射電圧を適当に選べばよく、図2の計算例は
一般性を失わない。
【０００９】したがって、反射電極２に印加する電圧と
同程度のエネルギーを持つ荷電粒子と、透過電極１の電
圧と同程度のエネルギーを持つ荷電粒子は、収束が多少
悪いが、その間のエネルギーを持つ100-200eVの荷電粒子
は充分に高い分解能で収束させていることがわかる。繰
り返すが、分解能の良い範囲の荷電粒子のエネルギーと
反射電極２の電圧は相対的であるから、例えば、50eVのエ
ネルギーを充分に分解するためには、反射電圧を75-150V
程度にすればよいだけである。
同程度のエネルギーを持つ荷電粒子と、透過電極１の電
圧と同程度のエネルギーを持つ荷電粒子は、収束が多少
悪いが、その間のエネルギーを持つ100-200eVの荷電粒子
は充分に高い分解能で収束させていることがわかる。繰
り返すが、分解能の良い範囲の荷電粒子のエネルギーと
反射電極２の電圧は相対的であるから、例えば、50eVのエ
ネルギーを充分に分解するためには、反射電圧を75-150V
程度にすればよいだけである。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明のように本発明によれば、異
なったエネルギーをもつ荷電粒子を、そのエネルギーご
とに場所を変えて同時に収束させることができるため
に、荷電粒子のエネルギースペクトルを同時に取ること
が可能となる。このため、本発明の効果は、時間的に短パ
ルスでも荷電粒子のエネルギースペクトル測定を可能と
した事である。また、エネルギースペクトルを得るため
の測定時間短縮の効果がある。
なったエネルギーをもつ荷電粒子を、そのエネルギーご
とに場所を変えて同時に収束させることができるため
に、荷電粒子のエネルギースペクトルを同時に取ること
が可能となる。このため、本発明の効果は、時間的に短パ
ルスでも荷電粒子のエネルギースペクトル測定を可能と
した事である。また、エネルギースペクトルを得るため
の測定時間短縮の効果がある。
【図1】静電エネルギー分析器の構成図(実施例1)
【図２】図1において、等電位面と荷電粒子の軌跡の計算
結果を入れた図(実施例1)
結果を入れた図(実施例1)
１ 第一電極(透過電極)
２ 第二電極(反射電極)
３ 試料の表面
４ 絶縁体
５ 等電位面(図では線)
６ 各エネルギーをもつ荷電粒子の軌跡
７ 荷電粒子の出発点、通常は測定点
８ 焦点面(図では線)
Claims (3)
- 【請求項１】荷電粒子の静電エネルギー分析器におい
て、エネルギー分析用の電極形状を楕円型あるいは、回転
楕円体とした静電エネルギー分析器 - 【請求項２】請求項１において、エネルギー分析用の電
極形状を楕円型あるいは円筒型と螺旋型を組み合わせた
静電エネルギー分析器 - 【請求項３】請求項１において、エネルギー分析用の電
極形状を円筒形あるいは球面とし、複数の電極を非同軸
に配置した静電エネルギー分析器(球面の場合は、球面の
中心をずらせて配置した静電エネルギー分析器)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005751A JP2003208870A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 静電エネルギー分析器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005751A JP2003208870A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 静電エネルギー分析器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003208870A true JP2003208870A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27644711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002005751A Pending JP2003208870A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 静電エネルギー分析器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003208870A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501373A (ja) * | 2007-10-24 | 2011-01-06 | シマヅ リサーチ ラボラトリー（ヨーロッパ）リミティド | 荷電粒子エネルギー分析計 |
-
2002
- 2002-01-15 JP JP2002005751A patent/JP2003208870A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501373A (ja) * | 2007-10-24 | 2011-01-06 | シマヅ リサーチ ラボラトリー（ヨーロッパ）リミティド | 荷電粒子エネルギー分析計 |
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