research/TCS/2012-09-07/readme

   1 The saga continues
   2
   3 Sergey thinks there is a problem with the electron gun control circuit.
   4 I agree that it behaves strangely, but if the electrodes are fixed for a long period of time, results are probably usable.
   5
   6 Basically, the current responds significantly to changes in electrode potential, but then drifts in the opposite direction.
   7 Ie: It "overshoots". This makes it hard to optimise electrodes. For example, I increase an electrode, and the current increases. Then the current starts to decrease, indicating I am past a maximum. So I decrease the electrode potential to go back to the maximum, but current continues to decrease further. If the electrode is left alone, the current then slowly starts to increase again.
   8
   9
  10
  11 Anyway, I am going to try "optimising" again.
  12
  13 Va = 127.8V
  14 Vf = -7.73V
  15 Vv = 18.25V
  16 Vd = 3.12V
  17
  18 Give the maximum current when initial energy = 1.8V. The current is 0.65e-8 A
  19
  20 Noted Vd is now 3.14 V. Going to connect multimeters to measurement points to monitor electrodes.
  21
  22 Moving 610B off stool, since it is broken. Going to use 610B's output cable to replace crappy homemade output cable on 602.
  23
  24 The 602 feedback switch was in the "FAST" position. I think Sergey set it like that, because I read in the manual not to do this if the output is connected. I have always used "NORMAL". The output to the ADC cannot be used if it is in "FAST".s
  25
  26 Quote for future reference: "WARNING The Model 602 may be used with the feedback switch in the FAST position with other instruments. However, make sure there is no common ground connection between low terminals of the model 602 and the other instrument." and "Fast method - Below 10^{-15}A"
  27
  28 Setting back to "NORMAL". Current measured is only 0.28e-8A. Try to optimise again.
  29
  30 I had disconnected the ground bridge between ADC/DAC box and electron gun box when moving the 610B. This made initial energy fluctuate (by as much as 2V, typically 0.1-0.5V), since the grounds were different. Adding the bridge back fixed this.
  31
  32 Optimum parameters
  33 Va = 126.6V
  34 Vf = -6.79V
  35 Vd = 2.38V
  36 Vv = 23.2V
  37 Vi = 1.86V
  38 Is = 0.232e-8A
  39
  40 Now going to adjust deflection and record swee, for fixed other electrodes. Results in folder "deflection".
  41
  42 Data suggests Vd = 2.00V is actually better than Vd = 2.38V
  43 Vd = 2.50V is the best.
  44
  45 Now adjust focus electrode for Vd = 2.50V. Results in folder "focus".
  46 Results suggest Vf = -5.50V is the best.
  47
  48 Now adjust accelerating electrode. Results in folder "accel".
  49 Results show that Va = 126.7 is probably the best, although some uncertainty in last digit.
  50
  51 Now adjust venault voltage. Results in folder "venault". Results show Vv = 23.2 is the best. Changing venault alters height of curve, but does not significantly affect position or width.
  52
  53 Noted that shape of curve at optimum values seems to have changed. Restore all values to originally quoted above. Compare with first data files. Results in "reset" folder.
  54
  55 Yes, they did change. Even when normalised. The derivatives appear very similar though.
  56
  57 Didn't notice any "overshooting" today. Maybe because I increased Va from ~40V to ~130V. If Va is too small, electrons reflected off the sample might not be recollected on the accelerating electrode => space charge effect (gas near sample becomes charged, affects potential seen by incoming electrons, affects current). If Va is large enough, almost all reflected electrons will be collected on the Va electrode.
  58
  59 Going to set everything to optimum values:
  60 Va = 126.7V
  61 Vd = 2.50V
  62 Vf = -5.50V
  63 Vv = 23.2V
  64
  65 Increase resolution of sweeps to 10 DAC steps (~0.05V). Monitor temperature (ADC0) over weekend.
  66 On monday, evaporate more gold onto surface, see if spectrum changes.
  67 Then evaporate black gold onto surface.
  68
  69 Going home now.
  70
  71
  72
  73