CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2020年
用于反光电子谱仪的高效单色电子源设计
耿东平
Subtype硕士
Thesis Advisor高兴宇
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
Degree Discipline光学工程
Keyword电子源 静电透镜 半球偏转单色器 边缘效应 能量分辨 Simion
Abstract有机半导体分子薄膜的研究日益广泛,研究薄膜界面和表面的电子结构有助于深入理解其性质,对薄膜生长具有重要指导意义。光电子能谱是研究界面电子结构使用最广泛的技术,但是不能对非占据态准确测量,而反光电子谱(InversePhotoemission Spectroscopy, IPES)作为光电子谱的补充,可以准确探测费米能级以上的非占据态,两者结合可获得完整的电子结构。目前,反光电子谱测试中存在能量分辨差、探测效率低的缺陷,而电子源作为反光电子谱仪系统的一部分,提高电子源的能量单色化(减小能量展宽)同时增强电流强度可以弥补这一缺陷,本文旨在设计适用于IPES系统的高能量单色化和高电流强度的电子源。 本论文首先介绍了反光电子谱的工作原理,即由电子源发射电子,入射到材料表面激发出光子,然后光子探测器对光子进行探测。由于证明了反光电子发射的有效截面远低于光电子发射,选择了设计简单且可获得更高计数率的单色工作模式。 该电子源由电子枪、半球能量单色器和转换静电透镜组成,分别对通能(passenergy, P.E.)为10eV和5eV两种情况进行分析,且所有设计均采用了SIMION软件模拟。电子枪的设计包括阴极和静电透镜两部分,本设计选择BaO阴极,其工作温度约为1100K,本征能量展宽约为232.5meV;静电透镜由四个电极组成,根据测量结果,可以得到约128μA的电流强度。半球能量单色器的入射口和出射口采用了长方形结构,在不影响能量分辨的前提下,提高了电流强度;针对该单色器的边缘效应,本文提出了双电极校正,相对于传统校正方法,具有设计简单,调试方便等优势。转换静电透镜采用标准的五圆筒电极真变焦透镜,在电子聚焦点和电子束像放大倍数保持不变的情况下,实现了电子动能5~20eV连续变化。最后对于整个电子源,可以得到:当P.E.=10eV时,能量分辨为98meV,电流强度为49μA;当P.E.=5eV时,能量分辨为53meV,电流强度为27μA。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/14767
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2020年
Recommended Citation
GB/T 7714
耿东平. 用于反光电子谱仪的高效单色电子源设计[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2014.
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