Beitrag zur Erhöhung der Auflösung des elektrostatischen Geschwindigkeitsanalysators

Zusammenfassung

Es wird gezeigt, daß der elektrostatische Analysator am günstigsten unter folgender Bedingung arbeitet: Der Eingangsspalt muß sich über derjenigen Linsenzone befinden, für die der Elektronenstrahl die erste maximale Ablenkung erfährt (sog. Kaustik-Strahlengang). Das bringt eine Reihe von Vorteilen: Fokussierung und damit Energiegewinn in der Bildebene; optimale Auflösung, da der Quotient aus der DispersionD und der LinienbreiteB hier sein Maximum erreicht; eindeutige Zuordnung einer bestimmten Energiee U des Strahls zu einem Ort in der Bildebene, selbst bei Zulassung endlicher Spaltbreiten.

Um hohe Dispersion zu erzielen, ist die Dicke der Mittelelektroded und der Erdelektrodenabstandh so zu bemessen, daßh∶d möglichst groß wird.

Zur Gewährung hoher Strahlstabilität ist die Schlitzweite in der Hochspannungselektrode so einzustellen, daß der Analysator in Zweipolschaltung arbeitet (U _K=U_L).

Der so ausgebildete Analysator erreicht bei 35 kV Strahlspannung in einer 65 cm entfernten Bildebene eine Dispersion von 200 μ/V, eine Empfindlichkeit von mindestens 0,05 eV und bei Verwendung einer Bariumoxydkathode (2 μA) eine Auflösungsgrenze von 0,25 eV, also ein Auflösungsvermögen von 140000. Daß diese Auflösung nur durch die Energieverteilung der Primärelektronen gegeben ist und keineswegs die Leistungsgrenze des Analysators selbst darstellt, wird in einer später folgenden Arbeit gezeigt.