【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子科学与
,具体涉及一种介质材料的二次电子能谱测量装置及测量方法。
技术介绍
当入射电子照射样品时,从材料表面会有二次电子发射。从样品发射出的二次电子,其能量具有一定的分布规律。测量该分布规律(也称作能谱),对于研究二次电子发射的机理和应用有十分重要的意义。金属材料二次电子的能谱可以在电子连续照射样品的情况下,采用能谱仪直接对能谱进行测量。在进行介质材料二次电子能谱的测量时,由于介质材料导电性差,使得在测量过程中介质材料表面产生带电现象,这就需要采用脉冲电子束照射样品来实现二次电子能谱的测量。由于一般能谱仪不能工作在脉冲状态下,因此能谱仪无法直接用于测量介质材料的二次电子能谱。采用负偏压的栅电极阻挡法,也是常见的金属材料二次电子能谱的测量方法。将这种方法应用到介质材料二次电子能谱测量技术中,必须设法消除测量过程中材料表面的带电现象。否则,带电现象导致样品表面电位发生改变,致使材料二次电子能谱的测量不准确甚至无法进行测量。为了消除或减弱材料的带电现象对能谱测量的影响,可以采用的方法有,在两次脉冲电子照射样品的间隔期间,设法对样品加热,使样品表面已经带的电荷泄放出去。这种方法测量周期长,很费时间,因而测量效率不高。也可以采用辅助的直流脉冲电子枪或离子枪作为中和枪,测量时中和枪与脉冲电子枪交替配合使用,消除样品表面的带电。这种方法的测量装置非常复杂,成本较高,而且测量方法也复杂。
技术实现思路
针对现有技术从在的不足,本专利技术的目的在于提供一种简单、方便的介质材料的二次电子能谱测量装置及测量方法,系统结构简单,成本低,而且测量方法简便,测量 ...
【技术保护点】
一种介质材料的二次电子能谱测量装置,其特征在于:包括置于高真空系统中的脉冲电子枪(1)、筒状收集极(2)、网状栅极(3)、样品(4)和金属样品托(5);筒状收集极(2)上开设有圆孔,脉冲电子枪(1)发出的入射电子束穿过筒状收集极(2)上的圆孔和网状栅极(3)垂直照射到样品(4)上,网状栅极(3)连接示波器;样品(4)与下方的金属样品托(5)紧密相贴并通过电阻R1接地,收集极的偏压设置为零,网状栅极(3)经过开关(Kg)与外加电源连接,网状栅极(3)加负偏压,测量过程中样品(4)表面的电荷通过网状栅极(3)加负偏压的方法被中和掉,流过网状栅极(3)的电流Ig经过电阻Rg后用示波器测出。
【技术特征摘要】
1.一种介质材料的二次电子能谱测量装置,其特征在于:包括置于高真空系统中的脉冲电子枪(1)、筒状收集极(2)、网状栅极(3)、样品(4)和金属样品托(5);筒状收集极(2)上开设有圆孔,脉冲电子枪(1)发出的入射电子束穿过筒状收集极(2)上的圆孔和网状栅极(3)垂直照射到样品(4)上,网状栅极(3)连接示波器;样品(4)与下方的金属样品托(5)紧密相贴并通过电阻R1接地,收集极的偏压设置为零,网状栅极(3)经过开关(Kg)与外加电源连接,网状栅极(3)加负偏压,测量过程中样品(4)表面的电荷通过网状栅极(3)加负偏压的方法被中和掉,流过网状栅极(3)的电流Ig经过电阻Rg后用示波器测出。2.如权利要求1所述的介质材料的二次电子能谱测量装置,其特征在于:所述网状栅极(3)的电子透过率大于90%。网状栅极(3)与样品(4)之间的距离为1~5mm。3.如权利要求1所述的介质材料的二次电子能谱测量装置,其特征在于:所述网状栅极(3)所加负偏压为0~-100V,偏压可调。4.一种基于权利要求1装置的介质材料的二次电子能谱测量方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一、基于平面网状栅极负偏压阻挡法对二次电子能谱的测量;首先测量样品(4)二次电子发射系数与网状栅极偏压的关系曲线,然后将关系曲线对网状栅极(3)偏压进行微分处理,得到能谱分布;步骤二、测量过程中样品表面电荷的中和;在两次测量之间,对前一次测量后表面累积的电荷进行中和,设置网状栅极偏压为一个合适的负偏压,若原先样品表面电位较网状栅极偏压为正,由样品出射的二次电子被反射回样品,使得样品表面电位下降;反之,若原先样品表面电位较网状栅极偏压为负,由样品出射的二次电子被收集极接收,使得样品表面电位上升。5.如权利要求4所述的介质材料的二次电子能谱测量方法,其特征在于:所述步骤一,二次电子能谱满足式(1): N ( E ) = 6 φ 2 E ( E + φ ) 4 - - - ( 1 ) ]]>其中,E代表二次电子的能量,φ为与样品材料相关的功函数;将式(1)进行积分,得到能量大于E的二次电子的分布,即二次电子发射系数与网状栅极偏压的关系曲线,即式(2); S ( E ) = ∫ E ∞ N ( E ) d E = ...
【专利技术属性】
技术研发人员:翁明,李永东,张秀生,刘婉,王芳,曹猛,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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