Elektron asboblar va mikroelektronika

Elektron to‘pning ikkinchi linzasi. Ekranda hosil bo‘luvchi dog‘ parametrlari

Elektron to‘pning ikkinchi linzasi asosiy proyeksion linza deb nomlanadi. Bu linza elektrostatik va magnit maydon yordamida vujudga keltiriladi. Linzani hosil qilishda foydalaniladigan maydonning nomiga mos ravishda to‘pni elektrostatik yoki magnit fokusirovkali to‘p deyiladi. Bu linza ekranda krossoverning tasvirini hosil qilish uchun xizmat qiladi. Ekranda hosil bo‘lgan tasvirning diametri eng kichik, tok zichligi esa eng katta qiymatga erishgan bo‘lishi lozim. Demak, Lagranj-Gelmgols teoremasi asosida dog‘ning o‘lchamini hisoblab topish uchun quyidagi formuladan foydalanish mumkin:

(1.5)
bu erda, M – ikkinchi linzaning chiziqli kattalashtirishi, – ekran oldida elektron dastaning yig‘ilish burchagi, U_E – ekran oldidagi linzaning o‘ng tarafidagi potensiali.
Dog‘dagi tok zichligini oshirish va uning o‘lchamlarini kichraytirish uchun ekran potensialini va ekranda dastaning kesishish burchagini ( ) oshirish yo‘li bilan erishish mumkin, ammo ning oshirilishi aberratsiyalarning kuchayishiga va dog‘ o‘lchamlarining oshishiga olib keladi. Xulosa qilib shuni aytish mumkinki, dog‘ va krossoverning tok zichligini oshirish va o‘lchamlarini kamaytirishga, katodning ishchi haroratini pasaytirish orqali erishish mumkin. Ishchi haroratning kamaytirilishi elektronlar boshlang‘ich tezliklarining pasayishiga olib keladi. Bu nuqtai nazardan olib qaraganda, hozirgi paytda foydalanilayotgan katodlar ichida oksid katodlari eng yaxshi hisoblanadi.


Elektron to‘plarning amaliy konstruksiyalari

Elektron to‘plar elektrostatik yoki magnit linzalar yordamida hosil qilingan bo‘lishi mumkin. Elektrostatik elektron to‘plarda anoddan keyin immersion obyektiv (to‘pning birinchi anodi) va silindrik elektrodni (ikkinchi anod) o‘rnatib, eng sodda ko‘rinishdagi elektron to‘p konstruksiyasini hosil qilish mumkin (1.4 – rasm).

1.4 – rasm. Elektrostatik fokusirovkali to‘plarning sxemalari.

Agar ikkinchi anodning potensiali U_a2 birinchi anodning potensialidan farq qilsa unda bu anodlar orasida immersion linza hosil bo‘ladi. Bu linza to‘pning ikkinchi linzasi vazifasini bajaradi. Immersion obyektiv hosil qilayotgan krossoverning tasvirini ekranga fokuslash uchun birinchi anodning potensiali o‘zgartiriladi. Odatda, birinchi anodning potensiali ikkinchi anodning potensialidan kichik bo‘ladi. Ammo birinchi anodning potensiali o‘zgartirilganda, faqatgina ikkinchi linzaning optik kuchi o‘zgarmasdan birinchi linza sohasidagi maydon, katod oldidagi maydon ham o‘zgaradi. Bu hodisa elektron dastaning toki va unga bog‘liq holda ekrandagi dog‘ yorqinligining o‘zgarishiga olib keladi. Agar birinchi anodda diafragma mavjud bo‘lsa, uning chetlaridan uchib chiqadagan ikkilamchi elektronlar ikkinchi anod maydonida tezlashtirilib ekranga fokuslanmagan dasta sifatida yo‘naladi va unda hosil bo‘layotgan nuqtaning kengayib ketishiga olib keladi. Bu kamchiliklarni yo‘qotish uchun modulyator va fokuslovchi birinchi anod orasiga tezlashtiruvchi elektrod joylashtiriladi va u ikkinchi anod bilan ulab qo‘yiladi (1.4 – rasm, b).

Bu holda ikkinchi linza yakkalangan linzadan iborat bo‘lib, birinchi anodning potensiali o‘zgartirilishi katod tokining kattaligiga ta’sir qilmaydi. Birinchi anodda chegaralovchi diafragmaning bo‘lishi uning potensiali o‘zgarishiga olib kelishi mumkin. Bu hodisa to‘p elektrodlariga bitta elektr manbaidan potensial berilgani uchun sodir bo‘ladi. Bu hodisadan qutilish uchun birinchi anodning diagrammasi ikkinchi anod va tezlashtiruvchi elektrod diafragmalariga nisbatan katta diametrli qilib yasaladi. Bunday konstruksiyaga ega bo‘lgan to‘p birinchi anodning toki nolga teng bo‘lgan to‘p deyiladi va uning tasviri 1.4, v – rasmda keltirilgan.
Bu erda ikkinchi linza sifatida qo‘llanilayotgan yakkalangan linza juda qiziq xususiyatga ega. Agar uning o‘rta elektrodini katod bilan bog‘lab qo‘yilsa chekka elektrodlardagi kuchlanish o‘zgarishi U_a2 linzaning optik kuchini deyarli o‘zgartirmaydi. Bu hodisa ning oshishi bir vaqtning o‘zida elektronlar tezligi va maydon gradienti oshishiga olib kelishi bilan tushuntiriladi. Bu ikki omil linzaning optik kuchiga qarama – qarshi ta’sir o‘tkazib, bir – birini kompensasiyalaydi. Oqibatda linzaning optik kuchi o‘zgarmay qoladi. 1.4, v – rasmda keltirilgan to‘p konstruksiyasining tabiiy rivojlanishini 1.4, g – rasmda keltirilgan fokuslovchi potensiali 0 ga teng bo‘lgan to‘plardir.
Magnit fokisirovkali to‘plarda 1 – linza vazifasini immersion obyektiv bajaradi. 2 – linza esa magnit linza bo‘lib, u tok oqib o‘tadigan maxsus magnit sim bilan ta’minlangan dumaloq katushka shaklida bo‘ladi. Bu linza asbobning ishchi xajmi tashqarisida joylashtirilgan bo‘ladi. 1.5, a – rasmda shunday sodda magnit fokusirovkaga ega bo‘lgan triodli to‘p keltirilgan.
Magnit fokusirovkali to‘plarda elektrostatik to‘plarga isbatan katta tokli dastalar olish imkoniyati mavjud. Ammo dastaning aperturasi katta bo‘lgani uchun uni og‘dirishda tasvirning buzilishi yuzaga kelishi mumkin.

1.5 – rasm. Magnit fokusirovkali to‘plarning sxemalari.

Elektronlar dastasining aperturasini kamaytirish uchun 2- va 1- linza orasiga qo‘shimcha fokuslashni amalga oshiradigan yana bitta linzani joylashtirish lozim. 1.5, b – rasmda elektrostatik qismi 4 ta elektroddan tashkil topgan, magnit fokusirovkali to‘p, ya’ni tetrod to‘p tasvirlangan.
Xulosa qilib shuni aytish mumkin-ki, ba’zi bir elektron nurli asboblarda ekranda hosil bo‘luvchi dog‘ning diametri bir necha mikronni tashkil etishi talab qilinadi. Bu holda krossover hosil bo‘ladigan nuqtaga kichik tirqishli diafragma qo‘yiladi. Bunday konstruksiyaga ega bo‘lgan immersion obyektiv 1.6 – rasmda ko‘rsatilgan. Bunday aperatur diafragma dasta tokining ko‘p qismini ushlab qoladi.

1.6 – rasm. Sun`iy krossoverli to‘pning sxemasi.

Shuning uchun sun`iy krossoverli to‘plar ekranda diametri katta bo‘lmagan dog‘ni hosil qilishi mumkin. Lekin dastaning toki kichik qiymatlarga ega bo‘ladi.