Un espectrómetro electrónico es un dispositivo utilizado 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 de electrones utilizan un analizador de energía de electrones hemisférico en el que el haz de electrones se dobla con campos eléctricos o magnéticos. Los electrones de mayor energía se curvarán menos por el haz, lo que produce un rango de energías distribuidas 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 de electrones pueden determinar la energía de los electrones en función del 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 de electrones 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 ángulo recto 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 son iguales. no perpendicular. Debido a estos efectos, los diseños basados en sectores se utilizan comúnmente en espectrómetros de electrones.
El potencial efectivo en la solución del movimiento en un sistema magnético o eléctrico con simetría rotacional conduce a un enfoque radial en un radio medio. [2] Mediante la superposición de un campo cuadrupolar es posible el enfoque axial mientras se debilita el enfoque radial, hasta que el astigmatismo desaparece. Al romper un poco la simetría rotacional y variar el potencial electrostático a lo largo de la trayectoria media de la aberración esférica, se minimiza.
Todos los electrones de una fuente isotópica pueden ser aspirados y enfocados en un haz dirigido (muy parecido a un cañón de electrones ), que luego puede analizarse. El espectrómetro puede utilizar rendijas de entrada y salida o utilizar una pequeña fuente, que sólo emite en un ángulo específico y un pequeño detector. Los espectros de fotoelectrones de monocristales dependen 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 de ángulo y técnicas relacionadas. Allí, un detector sensible a la posición detecta la energía en una dirección y, dependiendo de la óptica adicional , la resolución lateral o un ángulo en la otra dirección.
Los espectrómetros electrostáticos preservan el espín , que puede resolverse posteriormente.