Псевдооднородные электромагнитные структуры в инструментальной электронной оптике

• Автор: Соловьев, Константин Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Глава 1. Общие вопросы
§ 1. Обзор литературы
§ 2. Физические единицы измерения и математические модели
Глава 2. Общая концепция псевдооднородных полевых структур
§ 1. Определение псевдооднородных структур
§ 2. Псевдооднородная динамика первого приближения
§ 3. Обобщение псевдооднородных структур
Глава 3. Аналитическое представление псевдооднородных нолевых
структур
§ 1. Общие качественные соображения
§ 2. Планарные псевдооднородные поля
§ 3. Псевдооднородные поля в двумерном слое с криволинейной границей..44 § 4. Цилиндрические псевдооднородные структуры с осевой симметрией.. .46 § 5. Псевдооднородные осесимметричные поля вблизи плоскости
антисимметрии, перпендикулярной>осй:
§ 6. Круговые конические псевдооднородные структуры
Глава 4. Аналитическое представление трехмерных псевдооднополнътх и
симметричных полевых структур
§ 1. Степенные ряды для мультипольных структур
§ 2. Мультипольные системы с кольцевыми особенностями
§ 3. Комплексное представление псевдооднородных полей вблизи плоскости.70 § 4. Однородные (по Эйлеру) псевдооднородные гармонические потенциалы
§ 5. Принцип зеркального отображения
Глава 5. Аналитическая динамика псевдооднородных полей
§ 1. Метод эквивалентных псевдооднородных слоев
§ 2. Интегрирование с помощью степенных временных рядов
§ 3. Геометризованная форма описания траекторий внутри
псевдооднородного слоя
Глава 6. Сопряжение оптических элементов
§ 1. Источники заряженных частиц и энергоанализаторы
§ 2. Оптический каркас
§ 3. Оптическое сопряжение каркасов размерности 1 на плоскости
§ 4. Оптическое согласование в пространстве
§ 5. Согласование гомоцентрических потоков и близких к ним
Глава 7. Электронно-оптическое согласование потоков
§ 1. Криволинейный слой как электронно-оптический аналог согласующей
оптической поверхности
§ 2. Электронно-оптическое согласование конгруэнций кубического
приближения
§ 3. Интегрируемые случаи уравнения согласования и их физическая
интерпретация
Глава 8, Согласующие зеркала в инструментальной корпускулярной оптике
§ 1. Корректирующие зеркала в электронной спектроскопии
§ 2. Транспортирующие и поворотные устройства
§ 3. Электронный спектрометр - времяпролетный масс-анализатор
§ 4. О перспективах в области синтеза энергоанализаторов
Глава 9. Теория Фильтров Вина
§ 1. Постановка задач
§ 2. Фильтры Вина с неоднородными полями
§ 3. Генерирование фильтров Вина путем конформного преобразования
траекторий и полей
Заключение
Литература
Электронная оптика является наукой об управлении потоками заряженных частиц малой концентрации при помощи электромагнитных полей (преимущественно статических). Благодаря математической аналогии между преломляющим действием лапласовых полей на заряженные частицы и прозрачных сред на световые лучи идеи световой оптики привели к созданию целого ряда изображающих и отклоняющих электронно-оптических элементов: линз, зеркал, призм, фильтров и т.п. Особенно ярко эти идеи проявились при создании различных модификаций электронных микроскопов. Другая линия развития электронной оптики - аналитические приборы различного назначения, в первую очередь, энергоанализирующие и масс-спектрометрические, в которых существенно не изображающее действие системы, а другие функциональные свойства. Это привело и к иному взгляду на некоторые электронно-оптические характеристики. Например, хроматическая аберрация, являющаяся источником ошибок в изображающих системах и подлежащая в них минимизации, в электронной спектроскопии является главным фактором разделения частиц по энергии, называется дисперсией и при оптимизации системы подлежит увеличению. Место правильного оптического изображения с помощью узких пучков заняла концентрация потоков максимально большой апертуры, призванная обеспечить предельную чувствительность спектрометрических приборов, особенно необходимую в условиях растровых методик и неразрушающего контроля, в технологиях современной наноэлектроники.
Хотя инструментальная электронная оптика и обладает в настоящее время большим набором средств, базирующихся на анализе спектров заряженных частиц, физический эксперимент ставит перед ней все новые и новые задачи. Разделение, транспортировка и фокусировка потоков в условиях высокого разрешения при максимально больших фазовых объемах потоков требует существенно иных подходов по сравнению с классической оптикой параксиальных
Р? .Іоффіфкг), к=2.4048 1.2 ч
Ч . \х-

1-15! Ч ЧЧЧ'іу
ч ч.
ч ч
1.1 ! ч-

0.95 г
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
Рис.1. Эквипотенциали -0.1-И.2 (шаг 0.1) поля ср = -1(1{кг)&\{кг), к = 2.4048... (сплошные линии) и его псевдооднородных приближений в соответствии с формулами (15) (короткий пунктир) и (14) (длинный пунктир)
В заключение параграфа заметим, что хотя нами не выявлены здесь закономерности, позволяющие выписать общий член ряда и условия его обрыва (т.е. не найдены такие Е(г), для которых ряды становятся полиномами), приведенные здесь представления полей имеют большое теоретическое и практическое значение в общей стратегии синтеза псевдооднородных систем.
§ 5. Псевдооднородные осесимметричные поля вблизи плоскости антисимметрии, перпендикулярной оси
Вернемся к псевдооднородным структурам, имеющим место вблизи плоскости антисимметрии (здесь - плоскости но будем дополнительно предполагать, что потенциал осесимметричен, а в плоскости антисимметрии