Способ рентгеновской и электронной спектрометрии электропроводящих материалов и устройство для его осуществления

Способ рентгеновской и электронной спектрометрии электропроводящих материалов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к физическим методам исследования поверхности твердых тел. Оно может быть использовано для регистрации спектров мягкого рентгеновского излучения или Оже-электронов, используемых при исследовании элементного состава и электронной структуры материалов. Цель - повышение чувствительности элементного анализа во всем диапазоне энергий регистрируемого излучения . Одновременно с разверткой ускоряющего напряжения от генератора с линейно нарастающим напряжением изменяется и величина амплитуды модулирующего напряжения, устанавливая оптимальную величину амплитуды модуляции для любой энергии рабочего диапазона используемого спектрометра. Устройство для реализации способа содержит источник электронов, детектор , высоковольтный источник питания, блок линейно Д1арастающего во времени напряжения, генератор модулирующего напряжения, согласующий трансформатор , одна из обмоток которого подключена к выходу высоковольтного источника питания и держателю образца, блок обработки сигнала, функциональный преобразователь, входы которого подключены соответственно к выходу блока линейно нарастающего во времени напряжения и к выходу генератора модулирующего напряжения, а выход преобразователя соединен с второй обмоткой согласующего трансформатора . 2 с.п.ф-лы, 1 ил. i СЛ со со о СЛ СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) А1 (51) 4 С О1 1 1 23/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4152621/23-25 (22) 27. 11.86 (46) 23.04.88. Бюл. У 15 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина (72) В.Н.Смирнов (53) 543.422.8 (088.8) (56) Рентгенотехника. Справочник./

/Под ред. В.С.Клюева. — М.: Машиностроение, 1980, кн.1, с.173-311.

Клюге А. Высокочувствительный .спектрометр потенциалов появления для регистрации фотонов, электронов и ионов. — Приборы для научных исследований, 1975, У 9, с.36-39. (54) СПОСОБ РЕНТГЕНОВСКОЙ И ЗЛЕКТРОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к физическим методам исследования поверхности твердых тел. Оно может быть использовано для регистрации спектров мягкого рентгеновского излучения или

Оже-электронов, используемых при исследовании элементного состава и электронной структуры материалов.

Цель — повьппение чувствительности элементного анализа во всем диапазоне энергий регистрируемого излучения. Одновременно с разверткой ускоряющего напряжения от генератора с линейно нарастающим напряжением изменяется и величина амплитуды модулирующего напряжения, устанавливая оптимальную величину амплитуды модуляции для любой энергии рабочего диапазона используемого спектрометра.

Устройство для реализации способа содержит источник электронов, детектор, высоковольтный источник питания, блок линейно, нарастающего во времени напряжения, генератор модулирующего напряжения, согласующий трансформатор, одна из обмоток которого подключена к выходу высоковольтного источника питания и держателю образца, блок обработки сигнала, функциональный преобразователь, входы которого подключены сooтветственно к выходу блока линейно нарастающего во времени напряжения и к выходу генератора модулируюшего напряжения, а выход преобразователя соединен с второй обмоткой согласующего трансформатора. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1390551

Изменение амплитуды модулирующего напряжения во всем диапазоне развертки ускоряющего напряжения обеспе45 чивает получение максимальной интенсивности рентгеновского излучения для всех энергий характеристических линий, а следовательно, максимальной чувствительности при проведении элементного анализа.

Способ реализован при проведении анализа поверхностей сплавов, содержащих 3d-переходные металлы Ti,Cr,Fe.

Исследуемый образец помещают в вакуумную камеру, где установлены источник электронов и детектор излучения. Между источником и образцом прикладывают линейно нарастающее во

Изобретение относится к физическим методам исследования поверхности твердых тел и может быть использовано для регистрации спектров мягко5 го рентгеновского излучения или Ожеэлектронов, используемых при исследовании элементного состава и электронной структуры материалов, обладающих электропроводностью. 10

Ц.. ь изобретения — повышение чувствительности элементного анализа образца во всем энергетическом диапазоне регистрируемого излучения.

Исследуемый образец облучают пучком ускоренных электронов, причем между источником электронов и исследуемым образцом подают линейно нарастающее во времени ускоряющее напряжение, модулированное напряжением 20 постоянной частоты. Амплитуду напряжения модуляции изменяют синхронно, с линейно нарастающим во времени ускоряющим напряжением так, что отношение амплитуды модуляции к величи- 25 не ускоряющего напряжения постоянно по величине. Регистрируемый сигнал представляет собой зависимость производной интенсивности рентгеновского излучения или Оже-электронов от 30 ускоряющего напряжения, что позволяет улучшить соотношение сигнал-фон.

При проведении количественного анализа по спектрам рентгеновского излучения ипи Оже-электронов ампли35 туду модулирующего напряжения увеличивают, чтобы получить максимальную интенсивность сигнала, которая имеет оптимальную величину в зависимости от энергии регистрируемых ли- 40 ний. времени ускоряющее напряжение (10010008), в результате чего в образце последовательно возбуждается характеристическое рентгеновское излучение элементов, содержащихся в образце. Оно регистрируется с помощью детектора. Ускоряющее напряжение модулируют напряжением постоянной частоты, амплитуду которого изменяют синхронно с ускоряющим напряжением так, что отношение амплитуды модулирующего напряжения к ускоряющему напряжению постоянно по величине, Выбор оптимальной величины амплитуды модуляции проводят по линии

L-серии титана энергией возбуждения

455 эВ. Оптимальная величина модулирующего напряжения для питания 5 В.

Поскольку энергетический диапазон спектрометра 100-1000 эВ, то амплитуду модулирующего напряжения изменяют в диапазоне 1-10 В.

Величина модулирующего напряжения около 1Х от ускоряющего напряжения. При регистрации рентгеновских линий L-серии Ti,Cr,Fe получают по сравнению с известным способом увеличение интенсивности выходного сигнала, а следовательно, и чувствительности в 2-3 раза.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство состоит из вакуумной камеры, в которой располагают источник 1 электронов, держатель 2 образца и детектор 3 характеристического излучения. Для электрического питания источника электронов используют блок 4. Ускоряющее напряжение, устанавливающее энергетический диапазон работы спектрометра, подают от высоковольтного источника 5 питания с блоком 6 линейно нарастающего во времени напряжения. Модулирующее напряжение от генератора 7 подают на функциональный преобразователь 8, выполненный на операционном усилитете, который управляется от блока 6 линейно нарастающеГонапряжения синхронно с разверткой ускоряющего напряжения. Модулирующее напряжение с выхода функционального преобразователя 8 через блок 9 с согласующим трансформатором накладывается на ускоряющее напряжение и подается на держатель образца.

1390551 ряющего напряжения постоянно по величине °

Регистрация выходного сигнала детектора осуществляется блоком 1О обработки сигнала в виде зависимости производной интенсивности от ускоряющего напряжения.

Формула изобретения

Составитель А. Колеснлков

Редактор Н. Рогулич Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова

Заказ 1761/43 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

1. Способ рентгеновской и электронной спектрометрии электропроводящих материалов, включающий подачу между источником электронов и исследуемым образцом линейно нарастающего во времени ускоряющего напряжения, модулированного напряжением постоянной частоты, облучение образца пучком электронов, регистрацию мягкого характеристического рентгеновского излучения образца детектором, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности элементного анализа образца во всем энергетическом диапазоне регистрируемого излучения, амплитуду напряжения модуляции изменяют синхронно с линейно варастающим во времени ускоряющим напряжением таким образом, что отношение амплитуды модуляции K величине уско2. Устройство для рентгеновской и

5 электронной спектрометрии электропроводящих материалов, содержащее источник электронов, детектор характеристического рентгеновского излучения, высоковольтный источник питания с блоком линейно нарастающего во времени напряжения, генератор модулирующего напряжения, держатель образца, выполненный иэ электропроводящего материала, согласующий трансформатор, одна иэ обмоток которого подключена к выходу высоковольтного источника питания и к держателю образца, и блок обработки сигнала, соединенный с детектором, о т л ич а ю шийся тем, что оно ° дополнительно снабжено функциональным преобразователем, входы которого подключены соответственно к выходу блока линейно нарастающего во времени напряжения и выходу генератора модулирующего напряжения, а выход преобразователя соединен с второй обмоткой согласующего трансформато