مطالعه و شبیه سازی تفنگ الکترونی با انرژی پایین

تفنگ های الکترونی از ابزارهای بسیار مهم و پرکاربرد در فیزیک اتمی می باشند. استفاده از تفنگ های الکترونی برای بررسی ساختار اتم ها و مولکول ها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد، و می تواند اطلاعات مهم و دقیقی از ساختار اتم ها و مولکول ها به دست آورد. نمونه های متفاوت و متنوعی از تفنگ های الکترونی طراحی شده است، که متناسب با هدف خاص می باشند. در این پایان نامه، با استفاده از کد محاسباتی سه بعدی سیمیون، مدل 8.0 یک تفنگ الکترونی طراحی کرده ایم، که الکترون ها را از یک ساطع کننده یون گرمایی استخراج نموده، شتاب داده و در یک نقطه معیین (هدف) متمرکز می کند. این ساطع کننده و الکترون از جنس اکسید فلزی بوده که به صورت غیر مستقیم، با عبور جریان گرم می شود. پرتو الکترونی خارج شده از این تفنگ در محدوده وسیعی از انرژی های نهایی متمرکز می شود، به طوری که مناسب فرآیند برخورد الکترونی باشد. از این کد محاسباتی برای تصحیح خصوصیات کانونی لنزها و محاسبه ولتاژهای اعمالی به اجزاء اپتیکی تفنگ الکترونی استفاده می شود. همچنین با استفاده از این کد محل و قطر همه روزنه ها (مردمک، پنجره) و مسیریابی پرتوها از درون لنزهای الکتروستاتیکی، انجام می شود. در پایان، موفق به شبیه سازی پرتوی با زاویه واگرایی در نقطه هدف، کمتر از 5 درجه، با انرژی نهایی متغیر بین ev5 تا ev45 شدیم. قطر پرتو خروجی بین mm 0/7 تا mm2 متغیر می باشد. با بکارگیری زوم لنز در ساختار تفنگ الکترونی طراحی شده می توان محل کانون پرتوها را بدون تغییر در انرژی آنها جابه جا کرد.