[发明专利]用于测量粒子射束内的主流自旋矢量的矢量分量的自旋检波器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量具有主流自旋方向粒子的粒子射束内主流自旋矢量的矢量分量的自旋检波器装置。此外，本发明还涉及一种对具有主流粒子自旋方向粒子的粒子射束内主流自旋矢量的全部矢量分量进行检波的方法。

背景技术

例如：在DE102005045622A1、DE2646394A1、DE19842476C1、EP0490170A2、US4,760,254、US2010/0155598A1及JP61-283890中，公开了用于主流自旋矢量的矢量分量检波的自旋检波器装置。

在DE102005045622A1、DE19842476C1和DE2646394A1内，阐述了电子射束自旋极化矢量分量的检波方法及装置，但是，不能对全部三个分量进行检波。

EP0490170A2阐述了一种自旋检波装置，其中应用一种铁磁电极，其具有一个特定的极化方向。通过具有恒定角速度的旋转器，旋转待测量电子射束的极化矢量。通过一种Login放大器，针对中间电极上的交流电信号，进行检波，对此，将通向旋转器的锯齿形电流信号用作基准。通过锯齿形基准信号和检测的交流电信号之间的相位差，确定中间电极上出现的极化矢量和中间电极磁化矢量之间的角度。为能够通过该方法，确定极化矢量的全部三个分量，可采用具有四个中间电极的检波器。

US4,760,254阐述了一种装置和一种方法，用于测量电子射束的自旋极化矢量，采用该装置，能够测量自旋极化矢量的全部三个分量。该装置具有一种球面电容器，在进入电子射束的视线上，电容器具有一个开口。根据电容器是否充电，将电子射束输入第一个中间电极或第二个中间电极。一个中间电极用于测量x分量和y分量，另外一个中间电极用于测量y分量和z分量。

JP61-283890阐述了一种装置，通过该装置能够测量电子射束的全部三个分量。电子射束贯穿两个前后设置的中间电极，在第一个中间电极和第二个中间电极之间，球面检波器引导电子射束。

根据当前的技术状况，针对测量自旋极化检波器的全部三个分量，需采用多个电极。

US2010/0155598A1阐述了一种电子自旋检波器，采用该装置能够确定自旋极化检波器的全部三个分量。通过一种磁化薄膜实施检波，薄膜能够在特定的方向上，对自旋进行检波。针对确定自旋极化检波器的全部三个分量，在该装置内，设置了两个自旋旋转器，通过旋转器，将旋极化检波器的任意一个矢量引导进能够检波的方向上。

发明内容

本发明的任务在于，设计一种具有优势的自旋检波器装置，用于对一个粒子射束内主流自旋矢量的全部矢量分量进行检波。本发明的其它任务在于，提供一种改进的方法，对一个粒子射束内主流自旋矢量的全部矢量分量进行检波。

第一项任务通过权利要求1所述的自旋检波器装置完成，第二项任务通过权利要求9所述的方法完成。在从属权利要求阐述了本发明的优选设计方式。

本发明所述的自旋检波器装置用于一个粒子射束内主流自旋矢量的矢量分量的检波，该粒子射束具有粒子的主流自旋取向，该装置包括一个自旋旋转器、一个连接在自旋旋转器下游的偏转装置（它偏转粒子射束轨道，例如：可以在静电作用下，按照一个角度偏转）、一个连接在静电偏转装置下游的自旋检波器，自旋检波器能够在粒子射束运动的垂直方向上，对矢量分量进行检波。自旋旋转器至少具有一个可切换的线圈，线圈具有一个轴向方向，其取向设置为，粒子射束能够沿着轴向方向，穿过可切换的线圈。可切换的线圈与切换单元连接，切换单元能够切换线圈的励磁状态，这样，可以控制线圈生成的磁场。此外，自旋旋转器可选地具有一种静电透镜或磁性透镜。

采用该检波器，例如：莫特检波器，特别是微型莫特检波器，能够通过粒子在中间电极上的散射，对粒子射束内主流自旋矢量的矢量分量，进行检波，接触中间电极时，矢量分量与粒子射束的运动方向垂直。通过可切换的线圈，粒子射束贯穿导向装置前，粒子射束内主流自旋检波器在空间方面，围绕“以前的”粒子射束运动方向旋转。通过上述围绕“以前的”运动方向的旋转，确定：贯穿导向装置后，粒子射束内主流自旋检波器的哪些矢量分量在与“新的”运动方向垂直的层面上，就是说，接触检波器的中间电极时，位于运动方向上。通过切换线圈，可以变更各个与“新”运动方向垂直的矢量分量。根据线圈的切换形式，检波器对粒子射束内主流自旋矢量的不同矢量分量，进行检波。这样，可以对主流自旋矢量的全部矢量分量，进行检波。

相对于当前技术状态下的自旋检波器，本发明的优势在于：仅需要一个电极。