[发明专利]高精度离子能量分析仪

权利要求书

1.一种高精度离子能量分析仪，其特征在于，包括：传感器探头、机箱与上位机；其中：

所述传感器探头设有微弱电流检测电路，用于在机箱中系统控制单元的控制下进行电流检测，并将检测到的微弱电流信号转换为标准电流信号；

机箱中设有系统控制单元、数据采集单元与扫描电压和偏压单元；所述系统控制单元受控于上位机；所述扫描电压和偏压单元在系统控制单元的控制下对传感器探头的扫描测量模式及相关参数进行设置，所述数据采集单元在系统控制单元的控制下进行工作状态参数的设定，以及接收微弱电流检测电路输出的标准电流信号并进行处理，再将处理后的数字信号经系统控制单元传输至上位机。

2.根据权利要求1所述的一种高精度离子能量分析仪，其特征在于，所述传感器探头包括：套筒、挡板、多栅网结构以及底板；

所述多栅网结构设置在套筒中，套筒与多栅网结构的前端用于挡板隔离，套筒的底部通过底板密封；

所述多栅网结构由高到低依次为：第一绝缘垫片、悬浮栅网、第二绝缘垫片、第一阻滞栅网、第三绝缘垫片、第二阻滞栅网、第四绝缘垫片、电子抑制栅网、第五绝缘垫片、收集极与微弱电流检测电路；其中悬浮栅网、第一阻滞栅网、第二阻滞栅网、电子抑制栅网、收集极与微弱电流检测电路都有一根信号线引出；多栅网结构上下两端均通过定位螺钉分别对应的固定在挡板与底板上，信号线通过底板中的信号线引出孔引出。

3.根据权利要求1或2所述的一种高精度离子能量分析仪，其特征在于，所述微弱电流检测电路包括：依次连接的第一I/V转换电路、二阶低通滤波电路、加法电路以及电流环发生电路；所述I/V转换电路用于根据切换的不同取样电阻来切换到不同的量程，从而获得不同的测量范围。

4.根据权利要求1所述的一种高精度离子能量分析仪，其特征在于，所述机箱分为上下两层结构，上层结构放置有系统控制单元、数据采集单元与扫描电压和偏压单元；下层结构放置有为上层结构各单位提供电源的电源模块。

5.根据权利要求1所述的一种高精度离子能量分析仪，其特征在于，

所述扫描电压和偏压单元在系统控制单元的控制下对传感器探头的扫描测量模式进行设置，所述传感器探头的扫描测量模式包括：单点测量模式与I-V扫描测量模式；I-V扫描测量模式中的相关参数包括：阻滞栅网扫描起始电压、阻滞栅网扫描终止电压、阻滞栅网电压单步步长、测量时间、抑制栅网电压、收集极电压以及偏压；

所述数据采集单元在系统控制单元的控制下进行工作状态参数的设定，其中的工作状态参数，包括取样电阻阻值、放大倍数以及采样点数量。

6.根据权利要求1或5所述的一种高精度离子能量分析仪，其特征在于，所述数据采集单元包括依次连接的第二I/V转换电路、50Hz陷波电路、二阶低通滤波电路与A/D转换电路。