本发明专利技术涉及一种自旋检波器装置，用于检测在具有主流自旋方向粒子的粒子射束（T）内的主流自旋矢量的矢量分量。该自旋检波器装置包括：具有可切换线圈（5）的自旋旋转器（1），其中可切换线圈（5）包括一个轴向方向，且取向设置为，粒子射束（T）沿着轴向方向贯穿可切换线圈（5）；偏转装置（7）连接自旋旋转器（1）的下游，该装置以一偏转角度，静电地偏转粒子射束（T）的轨道；自旋检波器（9）连接导向装置（7）的下游，允许在粒子射束（T）内的主流自旋矢量的矢量分量进行检测，上述矢量分量与粒子射束（T）的运动方向垂直；和与线圈（5）连接的切换单元（15），允许切换线圈（5）的激发态。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于测量具有主流自旋方向粒子的粒子射束内主流自旋矢量的矢量分量的自旋检波器装置。此外，本专利技术还涉及一种对具有主流粒子自旋方向粒子的粒子射束内主流自旋矢量的全部矢量分量进行检波的方法。
技术介绍
例如:在DE102005045622A1、DE2646394A1、DE19842476C1、EP0490170A2、US4, 760, 254、US2010/0155598A1及JP61-283890中，公开了用于主流自旋矢量的矢量分量检波的自旋检波器装置。在DE102005045622A1、DE19842476C1 和 DE2646394A1 内，阐述了电子射束自旋极化矢量分量的检波方法及装置，但是，不能对全部三个分量进行检波。EP0490170A2阐述了一种自旋检波装置，其中应用一种铁磁电极，其具有一个特定的极化方向。通过具有恒定角速度的旋转器，旋转待测量电子射束的极化矢量。通过一种Login放大器，针对中间电极上的交流电信号，进行检波，对此，将通向旋转器的锯齿形电流信号用作基准。通过锯齿形基准信号和检测的交流电信号之间的相位差，确定中间电极上出现的极化矢量和中间电极磁化矢量之间的角度。为能够通过该方法，确定极化矢量的全部三个分量，可采用具有四个中间电极的检波器。US4, 760, 254阐述了一种装置和一种方法，用于测量电子射束的自旋极化矢量，米用该装置，能够测量自旋极化矢量的全部三个分量。该装置具有一种球面电容器，在进入电子射束的视线上，电容器具有一个开口。根据电容器是否充电，将电子射束输入第一个中间电极或第二个中间电极。一个中间电极用于测量X分量和I分量，另外一个中间电极用于测量I分量和Z分量。JP61-283890阐述了一种装置，通过该装置能够测量电子射束的全部三个分量。电子射束贯穿两个前后设置的中间电极，在第一个中间电极和第二个中间电极之间，球面检波器引导电子射束。根据当前的技术状况，针对测量自旋极化检波器的全部三个分量，需采用多个电极。US2010/0155598A1阐述了一种电子自旋检波器，采用该装置能够确定自旋极化检波器的全部三个分量。通过一种磁化薄膜实施检波，薄膜能够在特定的方向上，对自旋进行检波。针对确定自旋极化检波器的全部三个分量，在该装置内，设置了两个自旋旋转器，通过旋转器，将旋极化检波器的任意一个矢量引导进能够检波的方向上。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，设计一种具有优势的自旋检波器装置，用于对一个粒子射束内主流自旋矢量的全部矢量分量进行检波。本专利技术的其它任务在于，提供一种改进的方法，对一个粒子射束内主流自旋矢量的全部矢量分量进行检波。第一项任务通过权利要求1所述的自旋检波器装置完成，第二项任务通过权利要求9所述的方法完成。在从属权利要求阐述了本专利技术的优选设计方式。本专利技术所述的自旋检波器装置用于一个粒子射束内主流自旋矢量的矢量分量的检波，该粒子射束具有粒子的主流自旋取向，该装置包括一个自旋旋转器、一个连接在自旋旋转器下游的偏转装置(它偏转粒子射束轨道，例如:可以在静电作用下，按照一个角度偏转)、一个连接在静电偏转装置下游的自旋检波器，自旋检波器能够在粒子射束运动的垂直方向上，对矢量分量进行检波。自旋旋转器至少具有一个可切换的线圈，线圈具有一个轴向方向，其取向设置为，粒子射束能够沿着轴向方向，穿过可切换的线圈。可切换的线圈与切换单元连接，切换单元能够切换线圈的励磁状态，这样，可以控制线圈生成的磁场。此外，自旋旋转器可选地具有一种静电透镜或磁性透镜。采用该检波器，例如:莫特检波器，特别是微型莫特检波器，能够通过粒子在中间电极上的散射，对粒子射束内主流自旋矢量的矢量分量，进行检波，接触中间电极时，矢量分量与粒子射束的运动方向垂直。通过可切换的线圈，粒子射束贯穿导向装置前，粒子射束内主流自旋检波器在空间方面，围绕“以前的”粒子射束运动方向旋转。通过上述围绕“以前的”运动方向的旋转，确定:贯穿导向装置后，粒子射束内主流自旋检波器的哪些矢量分量在与“新的”运动方向垂直的层面上，就是说，接触检波器的中间电极时，位于运动方向上。通过切换线圈，可以变更各个与“新”运动方向垂直的矢量分量。根据线圈的切换形式，检波器对粒子射束内主流自旋矢量的不同矢量分量，进行检波。这样，可以对主流自旋矢量的全部矢量分量，进行检波。相对于当前技术状态下的自旋检波器，本专利技术的优势在于:仅需要一个电极。根据本专利技术所述的自旋检波器装置，可以实施本专利技术所述的方法，用于一个粒子射束内主流自旋矢量的全部矢量分量的检波。采用该方法，通过一个检波器先后测量主流自旋矢量的两个矢量分量，通过切换单元，在第一次测量时，将自旋旋转器的线圈切换进第一励磁状态，在下一次测量时，将线圈切换进第二励磁状态。线圈的第一励磁状态和第二励磁状态通过的电流强度和/或通过线圈的电流符号是不同的。在第一个可变范例中，线圈可以在第一励磁状态下，导通特定强度的电流，在第二励磁状态下，导通与第一励磁状态相同强度的电流，但是，与第一励磁状态下的电流相比，该电流具有相反的符号。该设计方式的优势在于，切换单元不会影响自旋旋转器的粒子光学特性，原因在于:线圈的透镜效果只受流过线圈的电流强度影响，不受电流符号的影响。在该工艺的第二个可变范例中，线圈可以在第一励磁状态下，导通特定强度的电流，电流大于零，第二励磁状态下，导通强度为零的电流。换句话说，在本可变形式中，线圈在第二励磁状态下，不导通电流。由于切换单元只将贯穿线圈的电流切换为接通和切断，因此，可以简便地设置该切换单元。贯穿线圈的电流的强度决定了线圈内生成的磁场的磁通密度。该密度决定了自旋矢量围绕“以前”运动方向旋转的速度。通过线圈内导通的电流的强度，根据预定的线圈长度，确定主流自旋矢量围绕“以前”运动方向旋转的角度。设置自旋旋转器的可切换线圈内导通的电流的强度和符号后，可以通过线圈的励磁状态，设置磁场的强度和方向，这样，能够确定自旋矢量围绕“以前”运动方向旋转的角度以及旋转方向。如果磁轭环绕自旋旋转器的可切换线圈，则可以在相同的电流强度下，生成更强的磁场。相对于没有磁轭的线圈，较短的线圈可以实现主流自旋矢量的特定旋转。可选方式还有:通过相同长度的线圈，实现主流自旋矢量的特定旋转，例如:采用没有磁轭的线圈和较低强度的电流。此外，磁轭可以降低散射场，这样，通过可切换的磁场，能够在最大程度上降低对自旋旋转器反映特性的影响。附图说明图1本专利技术所述自旋检波器装置的实施范例的示意图2磁场内的自旋旋转；图3展示了本专利技术所述自旋检波器装置的具体实施范例，截面透视图。具体实施方式根据图1，阐述了本专利技术所述自旋检波器装置的实施范例。装置的重要组成部分包括一个自旋旋转器1、它如实施范例内展示的具有可切换线圈5的电子透镜3 ;连接到自旋旋转器下游的偏转装置7，在本实施范例内纯静电操作；连接到静电导向装置下游的自旋检波器9，在该实施范例内，将其设计为微型莫特检波器。此外，在展示的实施范例内，本专利技术所述自旋检波器装置还可以具有其它的静电元件或磁性元件11。例如:上述元件可以是其它的静电透镜、漂移管或是电容器，通过这些元件，操作调整贯穿自旋检波器装置输入粒子的粒子射束的轨道。如上所述，实施范例内的自旋旋转器I具有一个静电透镜。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.17 DE 102010052088.81.一种自旋检波器装置，用于具有粒子主流自旋取向的粒子射束(T)内主流自旋矢量的矢量分量的检波，该装置包括: 具有可切换线圈(5 )的自旋旋转器(I)，可切换线圈(5 )具有一个轴向方向，并被取向设置为:粒子射束(T)沿着轴向方向贯穿可切换线圈(5)； 在自旋旋转器(I)下游的偏转装置(7 )，该装置通过静电将粒子射束(T )的轨道偏转一定的偏转角度； 在偏转装置(7)下游的自旋检波器(9)，对粒子射束(T)中主流自旋矢量分量的分量矢量进行检测，该分量矢量垂直于粒子射束(T)运动方向；和 与可切换线圈(5 )连接的切换单元(15 )，该单元能够切换线圈(5 )的励磁状态。2.根据权利要求1所述的自旋检波器装置，其特征在于，其中自旋旋转器(I)具有一个静电透镜(3 )，可切换线圈(5 )环绕静电透镜。3.根据权利要求1或2所述的自旋检波器装置，其特征在于，其中连接在自旋旋转器(I)下游的偏转装置(7 )产生静电的偏转。4.根据权利要求1至3所述的自旋检波器装置，其特征在于，其中连接在自旋旋转器(I)下游的偏转装置(7)以90°的角度，静电地偏转粒子射束(T)的轨道。5.根据权利要求1至4所述的自旋检波器装置，其特征在于，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：奥利弗·沙夫，
申请(专利权)人：施佩克斯表面纳米分析股份有限公司，
类型：
国别省市：
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