Elektronspektrometer
En elektronspektrometer är en anordning som används för att utföra olika former av elektronspektroskopi och elektronmikroskopi . Detta kräver att man analyserar energin hos en inkommande elektronstråle. De flesta elektronspektrometrar använder en halvsfärisk elektronenergianalysator där elektronstrålen böjs med elektriska eller magnetiska fält. Elektroner med högre energi kommer att böjas mindre av strålen, vilket ger ett rumsligt fördelat energiområde.
Elektronspektrometrar används på en rad vetenskaplig utrustning, inklusive partikelacceleratorer , transmissionselektronmikroskop och astronomiska satelliter .
Typer
Elektronspektrometrar kan bestämma elektronenergi baserat på flygtid , retarderande potential (effektivt ett högpassfilter ), resonanskollision eller krökning i ett avböjande fält (magnetiskt eller elektriskt).
En elektrostatisk elektronspektrometer använder det elektriska fältet, vilket gör att elektroner rör sig längs fältgradienter, medan magnetiska enheter gör att elektroner rör sig i rät vinkel mot fältet. Magnetiska fält kommer att verka i en riktning vinkelrät mot elektronens utbredning och därigenom bevara hastigheten, medan elektrostatiska fält kommer att få elektroner att röra sig längs fältgradienten, vilket kan förändra elektronenergierna om komponenten i utbredningsriktningen och fältgradienterna inte är vinkelräta. På grund av dessa effekter används sektorbaserade konstruktioner vanligtvis i elektronspektrometrar.
Konstruktion
Den effektiva potentialen i lösningen av rörelse i ett magnetiskt eller elektriskt system med rotationssymmetri leder till radiell fokusering på en medelradie. Genom superposition av ett kvadrupolfält är axiell fokusering möjlig samtidigt som den radiella fokuseringen försvagas, tills astigmatismen försvinner. Genom att bryta rotationssymmetrin lite och variera den elektrostatiska potentialen längs medelvägen för den sfäriska aberrationen minimeras.
Alla elektroner från en isotopkälla kan sugas av och fokuseras till en riktad stråle (ungefär som i en elektronkanon ), som sedan kan analyseras. Spektrometern kan använda ingångs- och utgångsslitsar eller använda en liten källa, som bara avger en viss vinkel och en liten detektor. Fotoelektronspektra från enkristaller uppvisar ett beroende av emissionsvinkeln, och ingångsslitsen behövs vid ingången till den hemisfäriska elektronanalysatorn i vinkelupplöst fotoemissionsspektroskopi och relaterade tekniker. Där detekterar en positionskänslig detektor energin längs en riktning och beroende på den extra optiken lateral upplösning eller en vinkel längs den andra riktningen.
Elektrostatiska spektrometrar bevarar spinn , som kan lösas efteråt.
Se även
- Vinkelupplöst fotoemissionsspektroskopi, för bestämning av elektronisk bandstruktur
- Augerelektronspektroskopi , fält för att analysera materialytor
- Elektronenergiförlustspektroskopi
- PEEM
- Energifiltrerad transmissionselektronmikroskopi
- Masspektrometri
- Time-of-flight masspektrometri