Un espectrómetro electrónico es un dispositivo que se utiliza para realizar diferentes formas de espectroscopia electrónica y microscopía electrónica . Esto requiere analizar la energía de un haz de electrones entrante. La mayoría de los espectrómetros electrónicos utilizan un analizador de energía electrónica hemisférico en el que el haz de electrones se dobla con campos eléctricos o magnéticos. Los electrones de mayor energía se doblarán menos por el haz, esto produce un rango de energías distribuido espacialmente.
Los espectrómetros electrónicos se utilizan en una variedad de equipos científicos, incluidos aceleradores de partículas , microscopios electrónicos de transmisión y satélites astronómicos .
Los espectrómetros electrónicos pueden determinar la energía de los electrones basándose en el tiempo de vuelo , el potencial de retardo (efectivamente un filtro de paso alto ), la colisión resonante o la curvatura en un campo deflector (magnético o eléctrico). [1]
Un espectrómetro electrónico electrostático utiliza el campo eléctrico, que hace que los electrones se muevan a lo largo de gradientes de campo, mientras que los dispositivos magnéticos hacen que los electrones se muevan en ángulos rectos con respecto al campo. Los campos magnéticos actuarán en una dirección perpendicular a la propagación de los electrones, conservando así la velocidad, mientras que los campos electrostáticos harán que los electrones se muevan a lo largo del gradiente de campo, [2] lo que puede cambiar las energías de los electrones si el componente de la dirección de propagación y los gradientes de campo no son perpendiculares. Debido a estos efectos, los diseños basados en sectores se utilizan comúnmente en los espectrómetros electrónicos.
El potencial efectivo en la solución del movimiento en un sistema magnético o eléctrico con simetría rotacional conduce a un enfoque radial sobre un radio medio. [2] Mediante la superposición de un campo cuadrupolar es posible el enfoque axial mientras se debilita el enfoque radial, hasta que desaparece el astigmatismo . Al romper un poco la simetría rotacional y variar el potencial electrostático a lo largo del camino medio de la aberración esférica se minimiza.
Todos los electrones de una fuente isotópica pueden ser absorbidos y enfocados en un haz dirigido (como en un cañón de electrones ), que luego puede analizarse. El espectrómetro puede utilizar rendijas de entrada y salida o utilizar una fuente pequeña, que solo emite en un ángulo específico y un detector pequeño. Los espectros de fotoelectrones de monocristales muestran una dependencia del ángulo de emisión, y la rendija de entrada es necesaria en la entrada del analizador de electrones hemisférico en la espectroscopia de fotoemisión con resolución angular y técnicas relacionadas. Allí, un detector sensible a la posición detecta la energía a lo largo de una dirección y, dependiendo de la resolución lateral de la óptica adicional o un ángulo a lo largo de la otra dirección.
Los espectrómetros electrostáticos conservan el espín , que puede resolverse posteriormente.