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Sekundärelektronenvervielfacher Die Erfindung bezieht sich auf einen
Sekundärelektronenvervielfacher, bestehend aus mehreren, etwa parallel zueinander
angeordneten Platten, zwischen denen die Vervielfachung der Elektronen stattfindet.
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Vervielfacher dieser Gattung sind z.B. aus "Nuclear Instruments &
Methode", Volume 84, 1970, Nr. 2, Seiten 301 bis 306 bekannt. In dieser Literaturstelle
wird auch auf eine unerwünschte Eigenschaft derartiger Elektronenvervielfacher hingewiesen,
nämlich auf das seitliche Übersprechen von Elektronen. Zu diesem Übersprechen kommt
es, wenn ein oder mehrere Elektronen aus einem Kanal seitlich austreten und in einen
benachbarten Kanal eintreten, um dort eine die Messungen verfälschende neue Eiektronenlawine
auszulösen. Um dieses Übersprechen zu verhindern, wurde in der genannten Literaturstelle
vorgeschlagen, den Raum zwischen den Platten seitlich mit einer Kunststofffüllung
abzuschließen.
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Bei der Verwendung derartig ausgebildeter Sekundärelektronenvervielfacher
im Hochvakuum,was z.B. bei der Elektronen-Spektroskopie für chemische Analysen (ESCA)
notwendig ist, haben sich jedoch einige Nachteile herausgestellt. Der Sekundärelektronenvervielfacher
ist an den Seiten gasdicht verschlossen. Außerdem ist er anodenseitig durch den
Elektronen-Auffänger verschlossen, so daß zum Auspumpen des Vervielfachers nur die
EintrittsOffnung zur Verfügung steht. Weiterhin
lassen sich wegen
der bei der Ultrahochvakuum-Anwendung notwendigen Temperaturfestigkeit sowie wegen(der
geforderten niedrigen Abgasrate nur Quarzglas, Keramik oder ähnliche Materialien
als Füllstoff zum seitlichen Verschluß der Vervielfacher verwenden. Diese Materialien
sind handelsüblich nicht in jeder beliebigen Form erhältlich, so daß der Aufbau
der Vervielfacher kompliziert und kostspielig ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sekundär-Elektronenvervielfacher,
bestehend aus mehreren, etwa parallel zueinander angeordneten Platten, zwischen
denen die Vervielfachung der Elektronen stattfindet, zu schaffen, welcher die oben
beschriebenen Nachteile nicht mehr aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vervielfacher-Platten
seitlich offen sind und daß in einem Abstand von diesen seitlichen Öffnungen Begrenzerelektroden
angeordnet sind, deren Potential an jedem Punkt negativer ist als das Potential
der diesem Punkt gegenüberliegenden Stelle der Vervielfacherplatten. Bei einem in
dieser Weise ausgebildeten Sekundär-Elektronenvervielfacher stehen zum Auspumpen
auch die seitlichen Öffnungen der Platten zur Verfügung. Die seitlichen Begrenzerelektroden
verhindern durch ihr elektrisches Feld ein Austreten oder Übersprechen von Elektronen.
Die Elektroden können aus temperaturfestem Material, z.B. Metall, bestehen, so daß
das für die UHV-Anwendung notwendige Ausheizen nicht mehr problematisch ist.
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Bei einer besonders einfachen Ausbildung eines Sekundär-Elektronenvervielfachers
nach der Erfindung liegen die Begrenzerelektroden auf Kathodenpotential.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Begrenzerelektroden
aus Widerstandsmaterial bestehen oder mit Widerstandsmaterial beschichtet sein.
Das erfindungsgemäße Potential der Begrenzerelektroden wird dadurch erzeugt, daß
an
ihnen die auch für die Vervielfacherplatten benötigte Spannung
abfällt.
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Die beschriebenen Lösungen sind unabhängig davon verwendbar, ob der
Spannungsabfall von Kathode zu Anode im Bereich der Kanäle kontinuierlich oder diskontinuierlich
erfolgt.
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Bestehen die Vervielfacherplatten des Sekundär-Elektronenvervielfachers
aus Widerstandsmaterial, dann sind zweckmäßig auch die Begrenzerelektroden aus Widerstandsmaterial
ausgebildet; ihre Enden liegen den Vervielfacherplatten entsprechend auf KathodeR-bzw.
Anodenpotential. Damit die Bedingung, daß jeder Punkt der Begrenzerelektroden negativer
ist als das Potential der diesem Punkt gegenüberliegenden Stelle der Vervielfacherplatten,
erfüllt ist, sind die Begrenzerelektronen bei dieser Anordnung gegenüber den Vervielfacherplatten
um einen Betrag in Richtung Anode verschoben.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von
in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert
werden. Es zeigen: Figur .1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Sekundärelektronenvervielfacher,
bei dem die Begrenzerelektroden auf Kathodenpotential liegen, und Figur 2 einen
Vervielfacher, bei dem die Begrenzerelektroden aus Widerstandsmaterial bestehen.
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Bei dem in der Figur 1 dargestellten Sekundärelektronenvervielfacher
1 sind die Vervielfacherplatten mit 2 bezeichnet, die z,B. aus Widerstandsmaterial
bestehen oder mit einem aus einer oder mehreren Schichten bestehenden hochohmigen
Belag -versehen sind, der einen Sekundär-Emissionskoeffizienten größer 1 besitzt.
Durch eine an die Enden der Platten angelegte Spannung (Spannungsquelle 3) entsteht
zwischen den
Platten das für die Funktion des Vervielfachers notwendige
elektrische Feld. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Eintrittsöffnung
oben, während unten zwischen den Platten die Auffänger 4 für den verstärkten Elektronenstrom
angeordnet sind. Die zur Erzeugung eines elektrischen Registriersignals notwendigen
Arbeitswiderstände sind mit 5 bezeichnet.
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In einem Abstand von den seitlichen oeffnungen der Vervielfacherplatten2
sind die Begrenzerelektroden 6 angeordnet, deren flächenmäßige Ausdehnung etwa der
Gesamtheit der seitlichen öffnungen der von den Platten 2 gebildeten Kanäle entspricht.
Die Elektroden 6 liegen auf Kathodenpotential, so daß das dadurch erzeugte elektrische
Feld ein seitliches Austreten oder Übersprechen von Elektronen verhindert.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 bestehen die Begrenzerelektroden
6 aus Widerstandsmaterial. Sie weisen an ihren Enden Kontaktstreifen 7 auf, über
die sie entsprechend den Vervielfacherplatten 2 mit dem positivem bzw. negativem
Pol der Spannungsquelle 3 verbunden sind. Damit die Bedingung, daß das Potential
an jedem Punkt der Begrenzerelektrode 6 negativer ist als das Potential der diesem
Punkt gegenüberliegenden Stelle auf einer Vervielfacherplatte erfüllt ist, sind
die Begrenzerelektroden 6 bezüglich der Vervielfacherplatten 2 um einen bestimmten
Betrag in Richtung Anodenpotential (in Richtung der nicht dargestellten Auffänger
4 für den Elektronenstrom) verschoben.