【摘要】综述了金属栅网在电子能谱仅的减速透镜和分析器中的应用。正确地把金属栅网与单透镜结合起来，使减速透镜的设计大为简化，实现减速和加速，调节透镜的聚焦能力，缩短透镜与样品间的距离，提高透镜的接收和传输效率，球面金属栅网可增大透镜的接收角和补偿象差。此外金属栅网还可以屏蔽电场，避免电位渗透干扰分析器的工作。
前言
金属栅网在电子能谱仪中，特别是在80年代及其以前的商品电子能谱仪中得到广泛的应用，起到重要的作用。
世界上几个大公司(V.G，原KRATos，PHI及LH等公司)生产的电子能谱仪中无一不使用金属栅网做为减速透镜的部件。金属栅网与单透镜相结合使速透镜的设计大为简化，并达到较为满意的效果。金属栅网可起到加速和减速作用，增强或减弱透镜的聚焦能力，缩短透镜与样品之间的距离，提高透镜的接收和传输效率，球面栅网可增大透镜的接收角并补偿象差。此外金属栅网还可屏蔽电场，避免电位渗透而干扰分析器的工作。本文简要地从理论和技术上综述了金属栅网在电子能谱仪的减速透镜和分析器中的应用。
1金属栅网在减速透镜中的减速和加速作用，电子减速透镜是电子能谱仪的一个非常重要的部件，它具有许多优点[1〕。减速有两种方式:一种是FRR方式即E0/EK一常数，称做固定减速比方式，另一种FAT方一式即E。一常数，称做固定透射能量方式。E0是减速后通过分析器的能量，EK是减速前的能量。如果说FRR方式是很容易实现的，那么FAT方式就是很难实现的。而FAT方式对xPs的定量分析又是非常重要不能用FRR方式来代替的。因此对减速透镜技术就成为各厂家竞向开发和互相保密的技术内容之一。把圆筒形单透镜与金属平行栅网正确结合起来就使这个困难问题变得简单而容易。单透镜有许多优点，扫描电压是线性的并与电子动能EK成正比，控制简单方便，具有恒定的放大倍数和恒定的象平面;平行栅网也具有结构简单，控制方便的优点。这两者结合起来就实现了聚焦传输和减速及加速和功能。
减速栅网可放置于单透镜之前、单透镜之后或两组单透镜之间。但不论哪种方式，平行栅网都应置于物点之后或象点之后。否则将引起象平面变化，影响电子能谱仪的性能。金属平行栅网减速(或加速)与单透镜的配置有下述三种结构方式:
(1)金属平行栅网置于样品与单透镜之间Czl如图1所示。M,接地，Mz与单透镜第一级相联，这是先减速后传输聚焦。这种方式的优点是本底低、噪声小。但由于栅网靠近样品，可能受到样品加热放气或者氢枪清洗溅射的污染，对功函数、计数率或分辨率有影响。另外减速处于样品室中，样品室的剩磁场较大，减速不能太大。
(2)金属平行栅网置于单透镜之后和分析器之前[[3]。这种方式是先传输聚焦后减速，特别适合平均半径Ro -150mm球扇形分析器，因为这时，分析器的入口狭缝和金属平行栅网都可以置于分析器的物平面上。如果Rn -1 OOmm的话，栅网置于分析器的物平面上时将引起较高的本底和较大的噪声。这种结构见图20
(3)金属栅网置于两组单透镜之间川，如图3所示。这是一种最佳组合。第一组单透镜把来自样品的电子聚焦到栅网M,匕经过平行栅网M,M碱速
后再经第二组单透镜把减速后的电子聚焦到分析器的物平面上。但由于增加一组单透镜而使结构和电源控制稍微
复杂些。文献[4]认为第一组单透镜成像于Mz上，这种使用方法显然是不当 的。此外由于这对平行栅网分别与两组单透镜的末首端相接，因而消除了这个间隙的透镜会聚作用，因而只有栅网的减速或加速作用了。
2金属栅网调节筒透镜的聚焦能力，双面圆筒透镜的会聚能力是由两个圆筒间的间隙中所形成的等位线形状所决定的。根据所加电压的不同，一侧是会聚的，另一侧则是发散的，或者相反，总效果总是聚焦的。如果在一端敷一金属栅网，将不产生具有曲率的等位线，因而也就不产生会聚或发散作用。如果要增强聚焦作用，就把发散的一侧敷以金属栅网，如果要增加发散作用，就把聚焦侧敷以金属栅网。因而金属平面栅网能够起到调节圆筒透镜的聚焦能力的作用。参看图4、图5及图6。
3用栅网代替单透镜的第一级圆筒可缩短透镜到样品的距离。这种结构至少缩短ID的距离(D为圆筒的直径)，由于无场区的减小而提高了透镜的接收效率。
4两个同心球面栅网置于样与透镜之间可提高透镜的接收效率，增大接收角，同时可补偿透镜的象差。这是由于当球面栅网半径小于到样品距离时，球面栅网对来自样品上的电子有会聚作用。因而提高了接收率，球面栅网的会聚作用使进入透镜的半角减小，所以减小透镜的象差。
5球面栅网在CMA(筒镜分析器)中的减速作用，CMA有较高的灵敏度，但分辨率较差，为提高对XPS的分辨率，必须对电子进行减速。对于筒镜分析器的结构和环形入口狭道缝，球面栅网是最理想的减速部件[5】
6用金属栅网屏蔽电场，无论在球形分析器或筒镜分析 器的入、出口狭缝处都使用金 属栅网屏蔽电场以避免等位线的渗透。尤其在使用多道探
探测器上的高电位将对分析器出口处的场分布，产生严重干扰，影响分析器的正常工作。
参考文献(从略)
本文作者：刘汉林
