Спектрометры элементарных частиц или разделительные трубки: ..электростатическое отклонение – H01J 49/22

Изобретение относится к области фокусировки, энерго и масс-анализа заряженных частиц в линейных высокочастотных электрических полях и может использовано для улучшения конструкторских и коммерческих характеристик приборов для микроанализа вещества. Технический результат - усовершенствование конструкции электродных систем для образования двумерных линейных высокочастотных электрических полей с целью достижения при изготовлении высокой точности реализации их расчетной геометрии с помощью современных технологий. Способ основан на формировании на плоских поверхностях дискретно-линейных распределений высокочастотного потенциала с помощью параллельных емкостных делителей. Система состоит из 3-х плоских электродов, одного заземленного и двух с противофазными дискретно-линейными распределениями вдоль одной оси высокочастотных потенциалов. Дискретные электроды выполнены из тонких диэлектрических пластин с нанесенными на них проводящими поверхностями. Внешние поверхности разделены по диагонали на две половины, одни из которых заземлены, а к другим приложены высокочастотные потенциалы. Внутренние поверхности, гальванически не соединенные с другими частями анализатора, образованы из равномерно распределенных вдоль одной оси проводящих полосок. Между внутренними и внешними проводящими поверхностями образуются емкостные делители высокочастотного напряжения с линейно изменяющимся по одной координате коэффициентом деления. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергетического анализа потоков заряженных частиц, возбуждаемых первичными электронами с поверхности твердого тела, и может быть использовано для улучшения аналитических и потребительских свойств электронных спектрометров, используемых для исследования объектов твердотельной электроники методами электронной спектроскопии. Технический результат - увеличение фокусного расстояния (расстояния между образцом и анализатором) для размещения вблизи исследуемого образца дополнительных устройств, например масс-анализаторов или ионных пушек. Для значительного уменьшения входного центрального угла размещают вблизи области влета электронов в цилиндрический анализатор конический электрод, создающий электростатическое поле, обеспечивающее угловую фокусировку второго порядка с центральным углом 20°, величина которого позволяет практически максимально возможным образом увеличить расстояние между образцом и анализатором с коаксиально встроенной электронной пушкой. 1 ил.

Изобретение относится к области энергетического анализа потоков заряженных частиц, возбуждаемых рентгеновским излучением с поверхности твердого тела, и может быть использовано для улучшения аналитических, эксплуатационных и потребительских свойств электронных спектрометров, используемых для исследования объектов микро- и наноэлектроники методами рентгено-электронной спектроскопии. Технический результат - улучшение основного эксплуатационного параметра анализатора - чувствительности с одновременным упрощением компоновки спектрометра в целом. Решение поставленной задачи достигается путем использования трехступенчатого электростатического энергоанализатора заряженных частиц, обеспечивающего угловую фокусировку второго порядка типа «ось-кольцо» и диапазон входных углов, в пределах которого анализируются фотоэлектроны 60°±2°, что позволяет коаксиально встроить в анализатор рентгеновский источник, причем на практически минимально возможном расстоянии от образца. 1 ил.

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, в основе которой лежит движение заряженных частиц в двумерных линейных высокочастотных электрических полях, и может быть использовано для усовершенствования конструкций приборов для масс-анализа и улучшения их аналитических и коммерческих характеристик. Устройство образования таких полей содержит плоские электроды с дискретным линейным по одной координате распределением потенциала. Для усовершенствования конструкции и системы высокочастотного питания анализаторов линейные по двум координатам электрические поля формируются с помощью двух дискретных из тонких металлических нитей с противоположными потенциалами электродов и трех сплошных заземленных электродов. Требуемое поле в рабочей области анализатора образуется путем неравномерного распределения координат нитей в плоскостях дискретных электродов, при котором заряды на электродах вдоль одной оси распределены по дискретному линейному закону. Технический результат - усовершенствование конструкции анализаторов с двумерными линейными электрическими полями, расширение возможности их использования для создания приборов для энерго- и масс-анализа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области масс-спектрометрических приборов, основанных на движении заряженных частиц в двумерных линейных электрических полях, и может быть использовано для улучшения аналитических и потребительских характеристик таких приборов. Способ формирования двумерных линейных электрических полей основан на использовании системы, состоящей из плоских непрерывных и дискретных электродов с заданными на них потенциалами. Внешние непрерывные электроды с потенциалами - и создают в рабочей области анализатора электрическое поле, а внутренние заземленные дискретные электроды формируют за счет экранирующего действия требуемое распределение потенциала по осям Х и Y. Для этого дискретные электроды выполняют из набора тонких металлических пластин, ширина которых по осям Х и Y изменяется таким образом, чтобы получить требуемое распределение потенциала в рабочей области. Число элементов дискретных электродов определяется исходя из размеров x₀ и у₀ рабочей области по осям Х и Y и требуемой точности распределения потенциала в ней. Предлагаемый способ позволяет формировать двумерное линейное поле в рабочих областях прямоугольной формы при различных соотношениях размеров x₀ и у₀ в однополярном и двухполярном пространствах анализаторов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области масс-селективного анализа заряженных частиц в двумерных линейных ВЧ полях и может быть использовано для улучшения аналитических, эксплуатационных и потребительских свойств масс-спектрометров времяпролетного типа. Способ масс-селективного анализа состоит в формировании двумерного линейного периодического по оси Х ВЧ поля и осуществления в нем времяпролетного разделения ионов по удельному заряду. Периодическое поле состоит из элементарных двумерных линейных электрических ВЧ полей в областях у>0 и у<0, сдвинутых относительно друг друга по оси Х на величину х₀. Анализируемые ионы вводятся в рабочий объем анализатора и совершают в плоскости XOY(n-2)/2 близких к периодическим с периодом 2х₀ колебаний. Время дрейфа ионов в анализаторе оказывается пропорциональным массе заряженных частиц и числу (n-2) элементарных ВЧ полей. Способ и устройство масс-селективного разделения заряженных частиц в периодических двумерных линейных ВЧ полях увеличивают время движения ионов в анализаторе, обладают свойством пространственно-временной фокусировки ионов с различными начальными координатами по осям Х и Z, энергиям и углам влета, что позволяет улучшить аналитические характеристики радиочастотных времяпролетных масс-спектрометров и усовершенствовать их конструкцию. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области динамической масс-спектрометрии и может быть использовано для совершенствования способов развертки масс, улучшения аналитических и потребительских свойств гиперболоидных и времяпролетных масс-спектрометров. Способ разделения заряженных частиц по удельному заряду основан на использовании монополярного анализатора с прорезанной вдоль оси z в вершине уголкового электрода щелью, через которую в рабочую область анализатора под некоторым углом к оси z вводятся ионы с энергиями, обратно пропорциональными их массам, и нулевыми начальными координатами у₀=0. Под действием ВЧ поля с квадратичным распределением потенциала по координатам х и у ионы по оси у движутся по траекториям, близким к синусоидальным, и через время t_a, пропорциональное массам m, достигают плоскости у=0 и выводятся из анализатора через щель на систему регистрации. Масс-анализатор состоит из гиперболоидного и уголкового электродов. У уголкового электрода в вершине прорезана щель для ввода и вывода ионов. По границам гиперболоидного и уголкового электродов установлены плоские экранирующие электроды. Ионы образуются за уголковым электродом в пространстве между двумя плоскими электродами, один из которых полупрозрачный. Под действием короткого импульса на плоском электроде ионы ускоряются и через полупрозрачный электрод попадают в рабочую область анализатора. Питание анализатора осуществляется от ВЧ генератора синусоидальным напряжением с постоянными амплитудой и частотой. Технический результат состоит в увеличении скорости и чувствительности масс-анализа, расширении диапазона анализируемых масс. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к динамической масс-спектрометрии и может быть использовано для улучшения потребительских свойств и увеличения срока службы масс-спектрометров с гиперболоидными электродными системами. Масс - анализатор на ограниченной ионной ловушке состоит из гиперболоидных торцевого и ограниченного плоскостью кольцевого электродов, цилиндрических экранирующего и фокусирующего электродов и полупрозрачного плоского корректирующего электрода. Заряженные частицы образуются электронным ударом в пространстве между кольцевым и корректирующим электродами вне рабочего объема масс-анализатора. Ввод ионов в анализатор происходит под действием ускоряющего напряжения на корректирующем и фокусирующем электродах, период и фаза ускоряющего напряжения согласованы с периодом и фазой переменного поля и начальными координатами и скоростями заряженных частиц. Вывод отсортированных ионов осуществляется через отверстие в кольцевом электроде и полупрозрачный корректирующий электрод под действием положительного напряжения на торцевом электроде. Технический результат заключается в повышении эффективности внешнего ввода ионов и получении высоких параметров прибора при ограниченных амплитудах высокочастотного питающего напряжения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.