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Faraday-Auffänger


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Ein Faraday-Auffänger oder Faraday-Detektor (FC von engl. F araday C up ) ist ein Detektor zur Messung Ionen - oder Elektronenströmen . Faraday-Auffänger werden z.B. in Massenspektrometer als Alternative oder zusätzlich zum Sekundärelektronen-Vervielfacher verwendet. Vorteil des Faraday-Auffängers ist seine Zuverlässigkeit Robustheit und die Möglichkeit den Ionenstrom oder absolut zu messen. Zudem ist die Empfindlichkeit konstant und im Gegensatz zum SEV nicht Nachteil ist die gegenüber einem SEV schlechtere und die geringere Bandbreite (d.h. lange Reaktionszeit).

Der prinzipielle Aufbau ist recht einfach. Faraday-Auffänger besteht aus einem Metallbecher (Faradaybecher) der den zu messenden Ionenstrahl (Elektronenstrahl) gebracht wird. der Faradaybecher auf konstantem Potenzial gehalten wird die aufgefangenen Ionen (Elektronen) durch Elektronen welche einen angeschlossenen hochohmigen Widerstand (typisch 10 9 -10 11 Ohm) in den Faradaybecher zufließen bzw. können neutralisiert werden. Am Widerstand fällt deswegen Spannung ab welche ein Maß für den (Elektronenstrom) ist und z.B. mit einem Verstärker/Elektrometer werden kann.

Wird verhindert dass reflektierte Ionen/Elektronen oder der Detektoroberfläche herausgeschlagene Sekundärelektronen den Faradaybecher verlassen mit einem Faraday-Auffänger direkt die Anzahl der Ladungsträger pro Zeiteinheit bestimmt werden. Das kann die geometrische Form des Faradaybechers und durch negativem Potenzial liegende Suppressor-Elektroden erreicht werden welche Sekundärelektronen wieder zum Detektor zurückzwingen.

Bei Neutralgas-Faraday-Auffängern wird die Suppressor-Elektrode postiv so dass die durch den Impakt von Atomen erzeugten Sekundärelektronen vom Faraday-Auffänger weggeleitet werden. Ladungausgleich müssen deswegen Elektronen über den hochohmigen nachfließen womit ein Signal detektiert werden kann.



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