(11) ČESKA A SLOVENSKA FEDERATÍVNI REPUBLIKA
Clslo
dokumentu
PATENTOVÝ SPIS 2 7 4 7 9 í
(19)
F E D E R Á L N I ÚftAO PRO VYNÁLEZY
(21)
Číslo pfihláfiky
(22)
Pfihláäeno
(30)
Prioritní
(40)
Zveřejněno
(47)
Udíleno
(24)
Oznámeno uděleni ve Věstníku
(73)
Majitel pálenku
:
(72)
Původce vynálezu :
:
:
543-90.G 06 02 90
data. :
:
:
Název vynálezu :
12 11 91 2 2 0 7 91 : 12 11 91
Ú S T A V P Ř Í S T R O J O V É TECHNIKY ČSAV, ORNO
A U T R A T A R U D O L F i n g . CSc., BRNO
S c i n t l l a č n i detektor zpětně elektronů
(57)
Anotace :
Detaktor tvoři я о п о к г у э t a l i c k ý k o touč (1) 3 kuželovýa otvorem (2), J e hož povrch Je pokryt e l e k t r i c k y v o d i vou vrstvou (7) a který Je s p o j e n p ř e s avětlovod (11) s fotoalektrlckým n á s o bičem (1S). Podstatou řešení Je, že p o l o v i n a pláútě kotouče (1) odvrácená od s v ě t l o vodu (11) Je opatřena m a t o v a n o u s t ě n o u (4}, na kterou Je nanesena g r v n i l a k o vá difúzni vrstva (0). Plást k o t o u č e (I) z poloviny přivrácená к s v ě t l o v o d u (II) je opatřen opticky leštěným p o v r chom (3), na který Je nanesena a n t i reflexní vrstva (9). Konec s v ě t l o v o d u (11) spojený s kotoučem (1) Je opatřen druhou lakovou difúzni vrstvou ( 1 2 ) . Horní podstava (6) kotouče (1) a svgtlovod (11) Jsou obaleny h l i n í k o v o u fólii (15).
Druh dokumentu
(51)
Int. Cl . s G 01 N 23/00 G 0 1 T 1/20 H 0 1 С 37/244
B L A Ž E K K A R E L , TURNOV
(54)
(13)
odražených
x
CS 274 793 0S Vynález se-týká scintilačnlho detektoru zpětně odražených elektronů určený zejména
pro rastrováni elektronové mikroskopy. Pro detekci zpětné odražených elektronů v rastrovacích elektronových mikroskopech эе vedle polovodičového a kanálově násobičovéha detektoru nejčastěji používá ecintilační detektor, který nejlépe splňuje požadavky elektronové mikroskopie zejména na Sumové vlastnosti, dynamické vlastnosti a životnost. NaJznámějším types scintilačniho detektoru Je typ označovaný jako "Robinson" sestávajíc! z akrylového světlovodu ve tvaru tyče spojené s plastickým nebo práškovým scintllátorem. Tyto scintllétory naJi řadu nevýhod, z nichž nejváinájái je velni omezaná životnost. Výhodnäjäi vlastnosti přináší konstrukce monokrystalického scintilačniho detektoru tvořeného z ytrito hlinitého granátu, nebo ytrito hlinitého perovskitu aktivovaného trojnocným cérem. Jeho
vlastnosti je, že množ-
ství vystupujícího svitla ze scintilátoru do svétlovodu, po dopadu zpStná odražených elektronů na scintllátor, dané počtem fotonů procházejících rozhraním sclntllátor-světlovod světlovodeo k fotoelektrickému násobiči věak odpovídá jen nízkému počtu generovaných fotonů ve scintilátoru po dopadu elektronů na scintllátor. Nevýhodou věak je, že účinnost prenosu svStle ze scintilátoru k fotoelektrickému násobiči je podstatné nižší,
než
kvantová účinnost energiové přeeény elektron-foton ve scintilátoru. V dôsledku vysokého ^ indexu lomu ytrito hlinitého granátu, nízkého indexu lonu světlovodu, nízké světelné odrazivostl hliníkové vrstvy pokrývající scintllátor a otvor ve scintilátoru, projde k fotoelektrickému násobiči méně než Jedna pětina generovaného svitla ve scintilátoru. Čtyři pätiny světla nesoucího potřebnou informaci o signálu Jsou v podstatě ztraceny bez užitku . Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje scintilačnl detektor zpětně odražených elektronů sestávajíc! z иопокгузtalického kotouče s kuželovým otvorem. Oeho povrch je pokryt elektricky vodivou vrstvou oxidu inditého a- cinlčítého, přičemž monokrystalický kotouč Je spojen přes svátlovod s fotoelektrickým násobičem. Podstatou scintilačniho detektoru Je, že plást шопокгузtalického kotouča je z poloviny odvrácená od světlovodu opatřen matovanou stěnou, na k'terou Je nanesena první laková difúzni vrstva, a pláät aanokrystalického kotouče z poloviny přivrácené к světlovodu Je opatřen opticky lešténým povrchem, na kterém Je nanesena antireflexní vrstva fluoridu hořečnatého, přičemž konec světlovodou spojený s monokrystalickým kotoučem Je opatřen druhou lakovou difúzni vrstvou. Horni podstava monokrystalického kotouče a svStlovod jsou obaleny hliníkovou fólii. Hlavni přednosti scintilačniho detektoru podle vynálezu je, že jeho novými konstrukčně technologickými a optickými úpravami se docil! trojnásobné zvýSeni účinnosti oproti dosavadnímu stavu. To znamená, že s detekci zpětně odražených elektronQ v elektronovém mikroskopu možno pracovat s lepšia poměrem signálu k šumu nebo s nižšia proudem primárni-' ho svazku, a tedy možnost dosáhnout vyěěiho rozlišení obrazu zkoumaného objektu. Vynález blíže objasni přiložený výkres, kde na obr. 1 Je znázorněn osový řez scintilačniho detektoru a na obr. 2 při pohledu
shora.
Monokrystalický kotouč _1 například z ytrito hlinitého"granátu, nebo ytrito hlinitého perovskitu aktivovaného trojmocným cérem má ve svém středu kuželový otvor 2.
Celý povrch
monokrystalického kotouče JL Je pokryt elektricky vodivou vrstvou 7 oxidu inditého a cinlčitého. Monokrystalický kotouč _1 Je pomoci optického tmele _1£ spojen se svétlovodem 11. druhým koncem spojený s fotoelektrickým násobičem 16. Pláä? monokrystalického
kotouče JL
Je opatřen z Jedné poloviny přivrácené к světlovodu _11 opticky leštěným povrchem 3, na kterém Je nenesena antireflexní vrstva 9 fluoridu hořečnatého. Pláät monokrystalického kotouče _1 z druhé poloviny přivrácené od světlovodu _11 Je opetřen matovanou stSnou 4, na kterou je nanesena prvni laková difúzni vrstva JJ. Konec svétlovodu 11 spojený s monokrystalickým kotoučem J. Je opatřen druhou lakovou difúzni vrstvou JL2. Horni podstava 6 m o n o k r y s talického kotouče JL a světlovod П. Jeou obaleny hliníkovou fólii _lí>. Oolní podstava 5 mo-
CS 2 7 4
793
Вб
2
nokrystalického kotouče _1, kuželový otvor 2 Jsou pokryty elektrickou vodivou vrstvou 7, ke které směřuji zpětně odražené elektrony _13. Fotony _14 Jsou vyznačeny
paprskovitě.
Zpětně odražené elektrony _13 dopadají na dolni podstavu j> monokrystallckého 1, procházejí
kotouče
elektricky vodivou vrstvou 7 oxidu inditého a ciničitého. V monokrysta-
llckém kotouči _1 generuji světlo v podobě fotonů _14 a jejich vlnová délka závisí na použitém druhu materiálu monokrystallckého
kotouče _1. Pokud je použit ytrlto hlinitý gra-
nát aktivovaný trojmocnýra cérso s indexem lonu 1(34, maximum vlnové délky emitovaného světla člnl 560 nn a pološlřl pásma 140 nn. Generované fotony _14 so alŕi
попокгузtallc-
kým kotoučem _1 všemi směry. Malé část z nich je aktivována. Jiná část prochází přímo přes antireflexní vrstvu 9 o tlouštceyi/4, která pro vlnovou dólku^l/fotonů 560 na člnl 142 nra směrem ke světlovodu J U . Fotony 14 na své dráze naráží na vrstvu optického tmele JO o Indexu lomu 1,45 až 1,58, v němž se jejich dráha láme od kolmice a prochází optickým t molom 10 do světlovodu 11 z polymetylraatalkylátového materiálu o Indexu lomu 1,5. V důsledku rozptylových indexů lonu nonokrystalického kotouče J a optického tmele J O , který způsobuje lom fotonů 14, od kolnice, značná část fotonů 14 podle jejich úhlu dopadu na vrstvu optického tmele J O dopadne na stěny světlovodu J I pod Jiným úhlem, než je úhel mezní, takže světlovod JJL tyto fotony JL4 opouštějí a představuji ztrátu signálu. Proto je povrch světlovodu J I opatřen v «letě spojeni optický tmel 10 - světlovod J I druhou lakovou difúzni vrstvou 12,
takže fotony J 4 , které vystupuji ze světlovodu J J dopadají na druhou
lakovou difúzni vrstvu J 2 , na které se rozptyluji a odráží pod Jiným úhlem n o ř j e
původ-
ní úhel jejich dopadu. Cáet takto difuzně odražených fotonů J 4 ее dostane zpět do světlovodu J I pod úhlem, který vyhovuje podmínce odřezu pod nezním úhlem, pod
kterýmsešiřl
světlovodem J J dále aaěrea k fotoelektrickému násobiči 16. Část generovaných fotonů
14-
se Slřl v monokrystallckén kotouči JL směrem od světlovodu J I , dopadá na datovanou stěnu 4, od které se částečně odráží a kterou i částečně prochází. Prošlé fotony 14, které jinak znamenají ztrátu, Jsou dlfuzně odraženy pouze od první lakové dlfuznl vrstvy 8 zpět do monokrystallckého kotouôe J pod úhly vyhovujícími podmínce odrazu pod mezním úhlem a v monokrystalickém kdtouči J se Slřl směrem k opticky leštěnému povrchu 3,
prochází anti-
reflexní vrstvou 7, optickým taelea J O a dále do světlovodu J I stíněného druhou lakovou dlfuznl vrstvou J 2 .
Hliníková
fólie 15 zabraňuje úletu fotonů 14 světlovodem J J a vrací
Je nazpět do světlovodu 11 pod jiným úhlem, přičemž tyto fotony J 4 , které se odráží uvnitř světlovodu 11 pod mezním úh'lem, p ostupu.^l dále к elektrickému fotonásoblčl 16.
^.:
Scintllačnl detektor lze využit pro detekci elektronového čl Jiného zářeni v elektronově optických přístrojích.
P A T E N T O V Í
N Á R O K Y
Scintllačnl detektor zpětně odražených elektronů sestávající z monokrystallckého
ko-
touče s kuželovým otvorem, jehož povrch Je pokryt elektricky vodivou vrstvou oxidu Inditého a ciničitého, u kterého Je monokrystalický kotouč spojen přes světlovod s fotoelektrickým násobičem, vyznačený tim, že plášt monokrystallckého kotouče (1) je z poloviny odvrácené od světlovodu (11) opatřen matovanou etěnou (4),.na kterou je nanesena první laková dlfuznl vrstva (G) a plášt monokrystallckého kotouče (1) z poloviny přivrácené ke světlovodu (11) je opatřen
opticky loštěným povrchem (3), na ktorý je nanesena antire-
flexní vrstva (9) fluoridu hořečnatého, přičemž konec světlovodu (11) epojoný s monokrystalickým kotoučem (1) je opatřen druhou lakovou difúzni vrstvou (12), přičemž horní podstava (6) monokrystallckého kotouče
(1) a světlovod (11) Jsou obaleny hliníkovou
(1S).
2 výkresy
fólii
