6. Измерение энергетических спектров полевой эмиссии.

Рис. 2.16. Устройство сеточного анода.

Для измерения энергетических спектров полевой эмиссии на образце NP:Si был установлен неподвижный дополнительный анод с круглым отверстием диаметром 7 мм, затянутым мелкоструктурной сеткой (прозрачность 80%, ячейка 150х150 мкм). Толщина анода составляла 2 мм, чтобы не было механических деформаций и провисания сетки Этот анод был изолирован от мишени слюдяной прокладкой толщиной 60 мкм с отверстием такого же диаметра. Конструкция закрывала примерно половину поверхности круглого образца, а с другой половины проводились эмиссионные измерения по обычной методике.

При измерении спектров образец помещался в оптическом центре квазисферического четырехсеточного энергоанализатора с тормозящим полем (Рис. 2.17).

Рис. 2.17 Экспериментальная установка для измерения энергетических спектров полевой эмиссии.

При этом было предусмотрено 2 режима работы:

• На мишень подавалось полное отрицательное анодное напряжение, сетка заземлялась (Рис. 2.17а) и в ее цепи контролировался перехватываемый сеткой ток эмиссии I_g. Этот ток, естественно, меньше полного тока катода I_кат, т.к. часть электронов проходит сквозь сетку. На тормозящие сетки энергоанализатора подавалось задерживающее напряжение U_зад от 0 до U_a и в цепи коллектора регистрировался ток прошедших электронов с энергией, превышающей тормозящий потенциал ("кривые задержки") во всем диапазоне от потенциала мишени до потенциала сеточного анода. Это позволяет оценить, есть ли проникновение поля в образец и разогрев электронов этим полем. Однако в такой схеме недостаточно разрешение для оценки ширины распределения (если идет истинная автоэмиссия), т.к. относительное разрешение анализатора 0.3 % и при энергии в 500-600 эВ абсолютное разрешение будет хуже 1.5-2 эВ.

• Поэтому была использована и схема, показанная на Рис. 2.17b - на мишень подавался небольшой отрицательный потенциал (обычно 50 В), на сетку - положительное анодное напряжение, а кривые задержки записывались в более узком диапазоне - от нуля до потенциала мишени, но с лучшим разрешением.

• Если при подключении по схеме а) мишень поместить не напротив анализатора, а напротив люминофора, можно визуально наблюдать картину эмиссии. Такие измерения тоже были проделаны и сфотографированы.

37