ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОНОВ

Полезная модель относится к области электронного приборостроения, а именно к конструкции детекторов электронов, используемых в растровых электронных микроскопах.
Известен детектор электронов (Патент РФ №2412503, опубл. 20.02.2011), выбранный в качестве прототипа, выполненный в виде двояковыпуклого оптически прозрачного диска с коническим углублением по его центру, которое ориентировано меньшим основанием в сторону пучка детектируемых электронов. Поверхность диска, обращенная к пучку детектируемых электронов, имеет покрытие в виде расположенных в последовательном порядке слоев, из которых внешний слой является дифракционной решеткой, а внутренний слой является сцинтиллятором, выполненным с возможностью испускания фотонов при попадании на него детектируемых электронов. Поверхность конического углубления покрыта отражающей металлической пленкой. На внешнем ребре диска размещен световод, выполненный с возможностью передачи фотонов в приемник-анализатор. Между ребром диска и световодом расположены микролинзы пропускающие фотоны, выходящие из диска, в направлении световода.
Недостатком подобного детектора электронов является малая эффективность сбора фотонов, излучаемых сцинтиллятором и направляемых в световод. Свет, испускаемый сцинтиллятором, попадает в оптически прозрачный диск детектора, откуда через микролинзы в световод. Однако некоторая часть света, попадая на
поверхность детектора, противоположную обращенной к пучку детектируемых электронов, при углах падения меньше критического угла (угла полного внутреннего отражения), покидает световод, переходя в вакуум. Происходит потеря полезного сигнала. В результате соотношение сигнал/шум имеет не столь высокое значение как могло бы.
Техническая задача полезной модели заключается в повышении эффективности сбора фотонов, излучаемых сцинтиллятором и направляемых в световод, в повышении соотношения сигнал/шум детектора электронов. Путь решения задачи - снижение доли света уходящего из оптического диска детектора в вакуум.
Поставленная задача решается нанесением отражающего покрытия на поверхность диска, противоположную обращенной к пучку детектируемых электронов. Поскольку наилучшим коэффициентом отражения на различных длинах волн света обладает серебро, нанесенное напылением в вакууме, в качестве материала отражающего слоя на поверхности диска, противоположной обращенной к пучку детектируемых электронов, выбрано серебро.
При этом толщина слоя серебра, нанесенного на поверхность напылением в вакууме должна быть не менее 0,25 мкм.
Технический результат заключается в увеличении количества фотонов, поступающих в световод после испускания их сцинтиллятором, а также в увеличении соотношения сигнал/шум детектора электронов.
Полезная модель работает следующим образом. Детектор, выполненный из оптически прозрачного материала в виде двояковыпуклого диска 1, со сквозным коническим отверстием, предназначенным для пропускания первичных электронов электронного зонда, размещается в колонне электронного микроскопа. Пучок детектируемых электронов падает на нижнюю поверхность диска, которая имеет покрытие в виде расположенных в последовательном порядке двух слоев, из которых внешний слой является дифракционной решеткой, а внутренний слой является сцинтиллятором, выполненным с возможностью испускания фотонов при попадании на него детектируемых электронов. Испускаемые сцинтиллятором 4 фотоны распространяются изотропно, однако выходу фотонов из диска сквозь поверхность диска, обращенную к пучку детектируемых электронов, т.е. нижнюю поверхность, препятствует дифракционная решетка 2. Выходу фотонов из диска 1 через поверхность конического отверстия препятствует отражающая металлическая пленка 7, размещенная на боковой поверхности конусообразного отверстия. Выходу фотонов из диска сквозь поверхность, противоположную обращенной к пучку детектируемых электронов, препятствует отражающая пленка серебра 8, нанесенная напылением в вакууме, с толщиной слоя не менее 0,25 мкм.
В результате, большая часть фотонов движется в направлении световода 5, размещенного на внешнем ребре диска 1. При этом для более эффективного вывода фотонов на внешнем ребре диска 1 между ребром диска 1 и световодом 5 установлены микролинзы 6. Таким образом, обеспечивается повышенная эффективность регистрации сигнала в электронном микроскопе, повышается соотношение сигнал/шум.