Электронный проектор

Электро́нный проектор

Автоэлектронный микроскоп, безлинзовый электроннооптический прибор для получения увеличенного в 105—106 раз изображения поверхности твёрдого тела. Э. п. был изобретён в 1936 немецким физиком Э. Мюллером. Основные части Э. п.: катод в виде острия с радиусом кривизны кончика ~10-7—10-8м; стеклянная сферическая или конусообразная колба, дно которой покрыто слоем люминофора; и анод в виде проводящего слоя на стенках колбы или проволочного кольца, окружающего катод. При прогреве острия его кончик становится монокристаллическим и приобретает округлённую форму. Колба вакуумируется (остаточное давление ~10-9—10-11мм рт. ст.). Когда на анод подают положительное напряжение в несколько тыс. вольт относительно расположенного в центре колбы катода-острия, Напряжённость электрического поля в непосредственной близости от кончика острия достигает 10-7—10-8в/см. Это обеспечивает интенсивную автоэлектронную эмиссию (см. Туннельная эмиссия) с кончика катода. Электроны, ускоряясь в радиальных (относительно кончика) направлениях, бомбардируя экран и вызывая свечение люминофора, создают на экране увеличенное изображение поверхности катода, отражающее симметрию кристаллической структуры острия (см. рис.). Увеличение в Э. п. равно отношению R/βr, где R — расстояние катод — экран, r — радиус кривизны острия, β — фактор, характеризующий отклонение формы эквипотенциальных поверхностей электрического поля от сферической. Разрешающую способность (См. Разрешающая способность) Э. п. ограничивают наличие тангенциальных составляющих скоростей автоэлектронов у кончика острия и (в меньшей степени) явление дифракции электронов. Предел разрешения Э. п. составляет (2—3)․10-7см.

Э. п. применяется для изучения автоэлектронной эмиссии металлов и полупроводников, определения работы выхода (См. Работа выхода) с разных граней монокристалла и пр. Для наблюдения фазовых переходов (См. Фазовый переход), изучения адсорбции (См. Адсорбция) атомов различных веществ на металлической или полупроводниковой поверхности и т. д. Э. п. используют весьма ограниченно, т. к. намного большие возможности в этих отношениях даёт применение ионного проектора.

Рис. 2б. Изображения поверхности вольфрамового острия радиусом 950 Å при увеличении в 106 раз в гелиевом ионном проекторе (б) при температуре 22 К. С помощью ионного проектора за счёт разрешения отдельных атомов (светлые точки на кольцах) можно различить бисерно-цепочечную структуру ступеней кристалической решётки.

Рис. 2a. Изображения поверхности вольфрамового острия радиусом 950 Å при увеличении в 106 раз в электронном проекторе (а). На изображении можно видеть только структуру кристаллических плоскостей.