Электронный спектрометр — это устройство, используемое для выполнения различных форм электронной спектроскопии и электронной микроскопии . Для этого требуется анализ энергии входящего пучка электронов. Большинство электронных спектрометров используют полусферический анализатор энергии электронов , в котором пучок электронов изгибается электрическими или магнитными полями. Электроны с более высокой энергией будут меньше изгибаться пучком, что создает пространственно распределенный диапазон энергий.
Электронные спектрометры используются в различном научном оборудовании, включая ускорители частиц , просвечивающие электронные микроскопы и астрономические спутники .
Электронные спектрометры могут определять энергию электронов на основе времени пролета , задерживающего потенциала (фактически фильтра верхних частот ), резонансного столкновения или кривизны в отклоняющем поле (магнитном или электрическом). [1]
Электростатический электронный спектрометр использует электрическое поле, которое заставляет электроны двигаться вдоль градиентов поля, тогда как магнитные устройства заставляют электроны двигаться под прямым углом к полю. Магнитные поля будут действовать в направлении, перпендикулярном распространению электронов, тем самым сохраняя скорость, тогда как электростатические поля будут заставлять электроны двигаться вдоль градиента поля, [2] что может изменить энергию электронов, если компонент направления распространения и градиенты поля не перпендикулярны. Из-за этих эффектов в электронных спектрометрах обычно используются секторные конструкции.
Эффективный потенциал в решении движения в магнитной или электрической системе с вращательной симметрией приводит к радиальной фокусировке на средний радиус. [2] При суперпозиции квадрупольного поля возможна осевая фокусировка при ослаблении радиальной фокусировки, пока астигматизм не исчезнет. При небольшом нарушении вращательной симметрии и изменении электростатического потенциала вдоль среднего пути сферическая аберрация минимизируется.
Все электроны из изотопного источника могут быть отсосаны и сфокусированы в направленный луч (как в электронной пушке ), который затем может быть проанализирован. Спектрометр может использовать входные и выходные щели или использовать небольшой источник, который излучает только под определенным углом, и небольшой детектор. Фотоэлектронные спектры от монокристаллов демонстрируют зависимость от угла испускания, и входная щель необходима на входе полусферического электронного анализатора в фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением и связанных с ней методах. Там позиционно-чувствительный детектор обнаруживает энергию вдоль одного направления и в зависимости от дополнительного оптического бокового разрешения или одного угла вдоль другого направления.
Электростатические спектрометры сохраняют спин , который впоследствии может быть разделен.