Elektronenspektrometer

Ein Elektronenspektrometer ist ein Spektrometer zur Energieanalyse von Elektronen. Es besteht in der Regel aus einem Analysator, der Elektronen einer bestimmten Energie (englisch pass energy) durchlässt und einem Detektor.

Der Analysator besitzt in der Regel einen Eintrittsspalt, durch den die Elektronen eintreten, und einen Austrittsspalt durch den sie auf den Detektor gelangen. Bei der Verwendung ortsauflösender Detektoren kann oft auf einen Austrittsspalt verzichtet werden. Zur Filterung der Elektronenenergie wird die Ablenkung von Elektronen in einem elektrischen oder magnetischen Feld ausgenutzt. Nur die Elektronen einer bestimmten kinetischen Energie (der sog. Passenergie) können dann sowohl Eintritts- als auch Austrittsspalt dieses Monochromators passieren. Die Passenergie des Monochromators wird durch Verändern der elektrischen Spannung am Kondensator geregelt, so dass Elektronen einer anderen kinetischen Energie den Detektor erreichen. Mit dieser Anordnung wird für verschiedene Passenergien die Elektronenzählrate ermittelt und als Spektrum aufgetragen. Mögliche Geometrien für einen elektrostatischen Analysator sind Plattenkondensator, Zylinderkondensator und Kugelkondensator, jeweils mit Eintritts- und Austrittsöffnung.

Als Detektor kommt häufig ein Sekundärelektronenvervielfacher zum Einsatz, dieser ist oft als Kanalelektronenvervielfacher (englisch channeltron) ausgeführt. Die Verstärkung reicht hier aus um einzelne Elektronen zu zählen. In modernen Elektronenspektrometern werden meist ortsauflösende Detektoren verwendet. Diese bestehen aus einer Mikrokanalplatte (englisch micro-channel-plate MCP) und einem Fluoreszenzschirm. Das so entstandene Bild des Spektrums wird dann mit einem CCD aufgenommen und zu einem Spektrum verarbeitet.