Elektrontiltrekning

Elektrontiltrekning er en prosess der elektroner i en stråle eller strøm blir sortert, selektert eller fjernet etter bestemte egenskaper, vanligvis energi, retning eller ladning. Filtreringen oppnås ved hjelp av felt eller materialer som skaper barrierer eller seleksjon i elektronstrømmen. Begrepet brukes i instrumenter og analyser der det er viktig å kontrollere hvilke elektroner som passerer et gitt punkt.

Det finnes flere tilnærminger. Elektrostatisk filtrering bruker elektriske felt til å skille elektroner etter kinetisk energi; ved å anvende et retarderingsfelt kan lavenergi-elektroner blokkere seg. Magnetisk filtrering benytter magnetiske felt eller magnetiske spectrometre til å påvirke bevegelsesmengde og avgrense hvilke energier som passerer. Energifiltrering er sentralt i instrumenter som energifilter i elektronmikroskopi og i spektriske teknikker, hvor innkommende elektroner blir filtrert etter energi før detektorene registrerer signalet.

Praktiske anvendelser inkluderer EFTEM (energy-filtered transmission electron microscopy) og EELS (electron energy loss spectroscopy), hvor filteret gjør at bare elektroner med et gitt energiområde kommer videre. I massespektrometri og plasmaforskning brukes også elektronfiltrering for å oppnå renere signaler og for å diagnose energifordelingen blant elektronene.

Utfordringer og begrensninger omfatter begrenset energioppløsning og gjennomstrømming i filteret, behov for nøyaktig kalibrering, og forurensning fra sekundære elektroner eller plasmasignaler. I vakuum- og høystrømsapplikasjoner kan space-charge-effekter redusere oppløsningen. Helhetlig krever effektiv elektronfiltrering nøye kontroll av feltstyrker, geometrien til filteret og konfidens i energireferansen.