CN114646996A - 电子束检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子束检测装置，包括：一多孔碳材料层，所述多孔碳材料层具有一通孔，该多孔碳材料层由多个碳材料颗粒组成，该多个碳材料颗粒之间存在纳米级或微米级间隙，且该通孔的横截面积小于等于待测电子束的横截面积；一法拉第杯，该法拉第杯设置于所述多孔碳材料层下面，该法拉第杯具有一开口，该开口与所述碳纳米管多孔层的通孔贯通设置；以及一图像显示器，该图像显示器与所述多孔碳材料层电连接，该图像显示器根据多孔碳材料层中产生的电荷多少形成颜色不同的图像，根据图像显示器中图像的颜色得到待测电子束的图像。本发明还提供一种电子束的检测方法。

Description

电子束检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种电子束检测装置及检测方法，尤其涉及一种采用多孔碳材料层的电子束检测装置及检测方法。

背景技术

电子在电场中受力而加速、能量提高，并在真空中汇集成束产生电子束。电子束技术已在高温合金的成型制造与精炼、高温合金的焊接、表面改性以及涂层制备等领域得到了广泛应用，并将不断涉足航空航天、国防军工以及核工业等各个领域中。现有技术中，常常需要检测电子束的横截面的形状及半径大小，以绘制电子束的图像。

然而，现有的电子束检测装置及检测方法的精确度较低，而且结构复杂。因此，提供一种操作简单且精确度较高的电子束检测装置及检测方法将具有非常重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种结构简单且检测精确度较高的电子束检测装置以及检测方法。

一种电子束检测装置，包括：

一多孔碳材料层，所述多孔碳材料层具有一通孔贯穿其厚度方向，该通孔的横截面积小于等于待测电子束的横截面积，该多孔碳材料层由多个碳材料颗粒组成，该多个碳材料颗粒之间存在纳米级或微米级间隙；

一法拉第杯，该法拉第杯设置于所述多孔碳材料层下方，该法拉第杯具有一开口，该开口与所述碳纳米管多孔层的通孔贯通设置；以及

一图像显示器，该图像显示器与所述多孔碳材料层电连接，该图像显示器根据多孔碳材料层中产生的电荷多少形成颜色不同的图像，根据图像显示器中图像的颜色得到待测电子束的图像。

一种电子束检测方法，包括以下步骤：

步骤S1，提供上述电子束检测装置；

步骤S2，使所述使待测电子束相对于所述多孔碳材料层移动；以及

步骤S3，观察所述图像显示器中的图像，根据图像的颜色得到待测电子束的图像。

相较于现有技术，本发明所提供的电子束检测装置采用一具有通孔的多孔碳材料层，使用时通过待测电子束相对于多孔碳材料层移动，当电子束照射到通孔上时，使得照射在多孔碳材料层上的电子束的大小发生变化，然后根据图像显示器上的图像颜色即可得到电子束的图像，装置的结构以及检测方法都非常简单。而且，待测电子束中的电子会在多孔碳材料层结构中的多个碳材料颗粒之间的微小间隙间进行多次折射、反射，而不能从多孔碳材料层中发射出去，此时，所述多孔碳材料层对电子的吸收率能够达到 99.99％以上，几乎可以达到100％，可以看成是电子的绝对黑体，因此，当电子束全部照射到多孔碳材料层上和没有或部分照射到多孔碳材料层上时，图像显示器中的图像颜色会有很大的区别，用肉眼很容易辨别出来。因此，本发明的电子束检测装置以及采用该电子束检测装置的检测方法的检测精确度也非常高。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的电子束检测装置的结构示意图。

图2为本发明第一实施例提供的电子束检测装置的拆分结构示意图。

图3当多孔碳材料层为超顺排碳纳米管阵列时，图1中的所述电子束检测装置对电子吸收率随超顺排碳纳米管阵列高度的变化曲线。

图4为本发明某实施例提供的多孔碳材料层直接设置在法拉第杯表面的结果示意图。

图5为本发明实施例提供的电子束检测装置中的超顺排碳纳米管阵列的形貌图

图6为采用图1中所述电子束检测装置检测待测电子束时得到的图像照片。

图7为本发明第二实施例提供的电子束检测方法的流程图。

主要元件符号说明

电子束检测装置 10，20

真空腔室 101，201

入口 1011，2011

碳纳米管结构 102，202

第一通孔 1021

基板 103，203

第二通孔 1031

图像显示器 104，204

法拉第杯 105

开口 1051

电表 106，207

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明提供的电子束检测装置以及检测方法进行详细说明。

请参阅图1和图2，本发明第一实施例提供一种电子束检测装置10。该电子束检测装置10包括一多孔碳材料层102，一基板103，一图像显示器104以及一法拉第杯105。所述图像显示器104与所述多孔碳材料层102电连接。

所述多孔碳材料层102具有一第一通孔1021，且该第一通孔1021的横截面积小于等于待测电子束的横截面积。所述第一通孔1021贯穿多孔碳材料层 102的厚度方向。所述基板103具有一第二通孔1031。所述法拉第杯105具有一开口1051。所述多孔碳材料层102设置于所述基板103的表面，且该第一通孔1021，第二通孔1031以及该开口1051贯通设置。所述法拉第杯105设置于基板103的下面，用于收集穿过所述第一通孔1021，第二通孔1031以及开口 1051的待测电子束中的电子。

所述多孔碳材料层102包括多个碳材料颗粒，该多个碳材料颗粒之间存在微小间隙。该多个碳材料颗粒之间的间隙优选为纳米级或微米级。所述微米级是指尺寸小于等于1000微米，纳米级是指尺寸小于等于1000纳米。进一步地，所述微米级是指尺寸小于等于100微米，纳米级是指尺寸小于等于100 纳米。优选的，所述多孔碳材料层104中的多个碳材料颗粒之间的间隙形成多个微孔，该微孔的孔径优选为5微米～50微米。更优选的，所述微孔的孔径优选为5微米～30微米。

优选的，所述多孔碳材料层102为纯碳结构，是指该多孔碳材料层102仅由多个碳材料颗粒组成，不含有其它杂质，而且碳材料颗粒也为纯碳材料颗粒。

所述碳材料颗粒包括线状颗粒和球状颗粒的一种或两种。所述线状颗粒的横截面的最大直径小于等于1000微米。所述线状颗粒可以为碳纤维、碳微米线、碳纳米管等。所述球状颗粒的最大直径小于等于1000微米。所述球状颗粒可以为碳纳米球或者碳微米球等。优选的，所述碳材料颗粒为碳纳米管，所述多孔碳材料层102为一碳纳米管结构，该碳纳米管结构为碳纳米管阵列或者碳纳米管网络结构。

当所述碳纳米管结构为碳纳米管阵列时，所述碳纳米管阵列中碳纳米管的延伸方向与所述基板103之间存在一交叉角度，该交叉角度大于0度小于等于90度，这样更有利于碳纳米管阵列中的多个碳纳米管之间的微小间隙阻止电子束中的电子从碳纳米管阵列中射出，提高碳纳米管阵列对电子束的收集率，进而提高对电子束的检测精确度。本实施例中，所述碳纳米管结构为一超顺排碳纳米管阵列，该超顺排碳纳米管阵列中碳纳米管的延伸方向垂直于所述基板103的表面。

所述超顺排碳纳米管阵列中碳纳米管的延伸方向基本相同。当然，该超顺排碳纳米管阵列中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对超顺排碳纳米管阵列中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。该超顺排碳纳米管阵列中基本不含有杂质，如无定型碳或残留的催化剂金属颗粒等。该超顺排碳纳米管阵列中的碳纳米管彼此通过范德华力紧密接触形成阵列。该超顺排碳纳米管阵列的尺寸、厚度及表面的面积不限，根据实际需要进行限定。所述超顺排碳纳米管阵列的制备方法已为众多前案公开，例如可参阅冯辰等人在2008年8月13日公开的中国专利申请 CN101239712A。当然，所述碳纳米管阵列并不限定于所述超顺排碳纳米管阵列，也可以为其它碳纳米管阵列。

所述碳纳米管网络结构中碳纳米管之间形成的网孔非常小，为微米级。所述碳纳米管网络结构可以是碳纳米管海绵体、碳纳米管膜状结构、碳纳米管纸、或者由多个碳纳米管线编制或缠绕在一起形成的网络结构等。当然，所述碳纳米管网络结构并不限定于所述碳纳米管海绵体、碳纳米管膜状结构、碳纳米管纸、或者由多个碳纳米管线编织或缠绕在一起形成的网络结构，也可以为其它碳纳米管网络结构。

所述碳纳米管海绵体是由多个碳纳米管相互缠绕形成的海绵状碳纳米管宏观体，该碳纳米管海绵体为一自支撑的多孔结构。

所述碳纳米管线包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管之间通过范德华力首尾相连形成一宏观的线状结构。所述碳纳米管线可以为非扭转的碳纳米管线或扭转的碳纳米管线。所述非扭转的碳纳米管线包括多个沿该非扭转的碳纳米管线长度方向排列的碳纳米管。所述扭转的碳纳米管线由多个碳纳米管基本平行排列并沿该扭转的碳纳米管线的轴向旋转加捻构成。所述扭转的碳纳米管线可以通过将所述非扭转的碳纳米管线的两端相对回转形成。在将所述非扭转的碳纳米管线的两端相对回转的过程中，该非扭转的碳纳米管线中的碳纳米管会沿碳纳米管线的轴向方向螺旋状排列，且在延伸方向通过范德华力首尾相连，进而形成所述扭转的碳纳米管线。

所述碳纳米管膜状结构为多个碳纳米管膜层叠设置在一起形成，相邻的碳纳米管膜之间通过范德华力相结合，碳纳米管膜状结构中的碳纳米管之间存在微小的间隙。所述碳纳米管膜可为一碳纳米管拉膜，一碳纳米管絮化膜，或一碳纳米管碾压膜。

所述碳纳米管拉膜包括多个基本相互平行且基本平行于碳纳米管拉膜表面排列的碳纳米管。具体地，所述碳纳米管拉膜包括多个所述碳纳米管通过范德华力首尾相连且基本沿同一方向择优取向排列。所述碳纳米管拉膜可通过从碳纳米管阵列中直接拉取获得，为一自支撑结构。由于该自支撑结构的碳纳米管拉膜中大量碳纳米管通过范德华力相互吸引，从而使碳纳米管拉膜具有特定的形状，形成一自支撑结构。所述碳纳米管拉膜的厚度为0.5纳米～100微米，宽度与拉取该碳纳米管拉膜的碳纳米管阵列的尺寸有关，长度不限。所述碳纳米管拉膜的结构及其制备方法请参见范守善等人于2007年2 月9日申请的，于2008年8月13日公开的第CN101239712A号中国公开专利申请。为节省篇幅，仅引用于此，但所述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。所述碳纳米管拉膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。某一实施例中，所述碳纳米管膜状结构由多层碳纳米管拉膜层叠且交叉形成，相邻的碳纳米管拉膜中的碳纳米管之间具有一交叉角度α，且该交叉角度α大于0度且小于等于90度，所述多个碳纳米管拉膜中的碳纳米管相互交织形成一网状的膜结构。

所述碳纳米管絮化膜包括多个相互缠绕且均匀分布的碳纳米管。所述碳纳米管之间通过范德华力相互吸引、缠绕，形成网络状结构，以形成一自支撑的碳纳米管絮化膜。所述碳纳米管絮化膜各向同性。该碳纳米管絮化膜可通过对一碳纳米管阵列絮化处理而获得。所述碳纳米管絮化膜的结构及制备方法请参见范守善等人于2007年4月13日申请，并于2008年10月15日公开的第CN101284662A号中国公开专利申请。为节省篇幅，仅引用于此，但所述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。

所述碳纳米管碾压膜包括多个碳纳米管无序排列、沿一个方向择优取向排列或沿多个方向择优取向排列，相邻的碳纳米管通过范德华力结合。该碳纳米管碾压膜可以采用一平面压头沿垂直于上述碳纳米管阵列生长的基底的方向挤压上述碳纳米管阵列而获得，此时所述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管无序排列，该碳纳米管碾压膜各向同性；所述碳纳米管碾压膜也可以采用一滚轴状压头沿某一固定方向碾压上述碳纳米管阵列而获得，此时所述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管在所述固定方向择优取向；所述碳纳米管碾压膜还可以采用滚轴状压头沿不同方向碾压上述碳纳米管阵列而获得，此时所述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管沿不同方向择优取向。所述碳纳米管碾压膜的结构及制备方法请参见范守善等人于2007年6月1日申请，于2008年12月3 日公开的第CN101314464A号中国公开专利申请。为节省篇幅，仅引用于此，但所述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。

所述碳纳米管纸包括多个基本沿同一方向延伸排列的碳纳米管，且该多个碳纳米管在其延伸方向通过范德华力首尾相连，且所述多个碳纳米管基本平行于该碳纳米管纸的表面设置。所述碳纳米管纸的结构及制备方法请参见范守善等人于2011年12月21日申请，于2015年7月1日公告的第 CN103172044B号中国公告专利。为节省篇幅，仅引用于此，但所述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。

由于所述碳纳米管结构比较纯净，碳纳米管结构中碳纳米管的比表面积比较大，碳纳米管结构本身具有很大的粘性，因此，所述碳纳米管结构可以通过自身的粘结力固定在所述基板103的表面上。可以理解，为了使所述碳纳米管结构更好的固定在所述基板103的表面，所述碳纳米管结构也可以通过一胶粘剂固定在所述基板103的表面上。本实施例中，所述碳纳米管结构比较纯净，碳纳米管结构中碳纳米管的比表面积比较大，碳纳米管结构通过自身的粘结力固定在所述基板103的表面上。

由于电子束的能量越高，其在多孔碳材料层102中的穿透深度越深，反之，穿透深度越浅。对于能量小于等于20keV的电子束，所述多孔碳材料层 102的厚度范围优选为200微米到600微米，在该厚度范围内，电子束即不容易穿透多孔碳材料层102，也不容易从多孔碳材料层102中反射出去，在该范围内多孔碳材料层102对电子的吸收率比较高。更优选的，所述多孔碳材料层104的厚度为300-500微米。更优选的，所述多孔碳材料层102的厚度范围为250-400微米。

请参阅图3，当所述多孔碳材料层102为超顺排碳纳米管阵列时，所述电子束检测装置10对电子吸收率随超顺排碳纳米管阵列高度的变化曲线。由图中可以看出，随着超顺排碳纳米管阵列高度的增加，电子束检测装置10对电子吸收率增大，当超顺排碳纳米管阵列的高度在500微米左右时，所述电子束检测装置10对电子吸收率在0.95以上，基本上接近1.0；当超顺排碳纳米管阵列的高度超过540微米左右时，随着超顺排碳纳米管阵列的高度的继续增加，电子束检测装置10对电子吸收率基本无变化。当所述多孔碳材料层102 为超顺排碳纳米管阵列时，所述超顺排碳纳米管阵列的高度优选为400-540 微米。

所述基板103优选为一平整结构。该基板103的材料为绝缘材料。例如，玻璃、塑料、硅片、二氧化硅片、石英片、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、硅、形成有氧化层的硅、石英等。所述基板103 的形状和尺寸根据实际需要进行设计。本实施例中，所述基板103为一长方体的硅基板。

可以理解，所述基板103是一个可选择元件，并不是必需的。请参阅图4，例如在某实施例中，所述电子束检测装置10中不包括所述基板103，所述多孔碳材料层102直接设置在法拉第杯105的上表面，且多孔碳材料层102中的第一通孔1021与法拉第杯105的开口1051贯通设置。

所述图像显示器104用于根据多孔碳材料层102中产生的电荷多少形成颜色不同的图像，根据图像显示器104中不同颜色的图像即可得到待测电子束的图像。所述图像显示器104的型号根据实际需要选择。本实施例中，所述图像显示器104为一LCD显示器。

所述电子束检测装置10可进一步包括一电表106，该电表106包括第一接线柱和第二接线柱，其中，第一接线柱与所述多孔碳材料层102电连接，第二接线柱接地。所述电表106用于对多孔碳材料层103中产生的电荷进行测试并进行数值转换形成一电信号。所述电表104可以为电流表或电压表等。本实施例中，所述电表106为一电流表，用于测试所述多孔碳材料层102中的电荷产生的电流值。

所述电子束检测装置10在使用时，将电子束检测装置10放置于一真空腔室内，通过待测电子束相对于多孔碳材料层102移动实现待测电子束对多孔碳材料层102进行二维扫描。待测电子束二维扫描多孔碳材料层102可以通过移动待测电子束实现，也可以通过移动多孔碳材料层102、基板103以及法拉第杯105实现。本实施例中，通过移动待测电子束，使得待测电子束对多孔碳材料层102进行二维扫描，所述待测电子束的运动轨迹为多个平行线，例如

该多个平行线之间可以等间距或者不等间距。当然，所述待测电子束的移动方向并不限定于本实施例中的多个平行线，所述待测电子束的移动方向可以跟据实际需要进行选择，只要能够实现二维扫描即可。例如，在某一实施例中，所述待测电子束的运动轨迹为蛇形

在某一实施例中，所述待测电子束分别沿第一方向和第二方向移动，第一方向和第二方向交叉。在另一实施例中，所述电子束分别沿X直线和Y直线平移，X直线和Y直线垂直。

在检测电子束时，待测电子束进入到真空腔室，通过使所述待测电子束与所述多孔碳材料层102相对移动，进而实现待测电子束对多孔碳材料层102 进行扫描，当整个待测电子束均打到所述多孔碳材料层102上时，待测电子束中的电子会在多孔碳材料层102结构中的多个碳材料颗粒之间的微小间隙间进行多次折射、反射，而不能从多孔碳材料层中发射出去，此时，所述多孔碳材料层对电子的吸收率能够达到99.99％以上，几乎可以达到100％，可以看成是电子的绝对黑体。因此，当整个待测电子束均打到所述多孔碳材料层102上时，整个电子束中的电子均被多孔碳材料层102吸收，多孔碳材料层102中产生的电荷最多，此时图像显示器104得到的图像颜色也最深。而当待测电子束部分打到多孔碳材料层102上，另外一部分打到第一通孔1021中时，打到第一通孔1021中的部分电子束通过第二通孔1031以及开口1051进入到所述法拉第杯105中，此时相比于电子束全部打到多孔碳材料层102上时，多孔碳材料层102中产生的电荷会减少，此时图像显示器104中得到的图像颜色也变浅。而且打到第一通孔1021中的电子束越多，多孔碳材料层102中产生的电荷越少，由于所述第一通孔1021的横截面积小于等于待测电子束的横截面积，当所述第一通孔1021全部被待测电子束覆盖时，打到多孔碳材料层102 中的电子束最少，此时所述多孔碳材料层102中产生的电荷最少，图像显示器104得到的图像颜色最浅。而且图像显示器中，当有待测电子束打到第一通孔1021中时和待测电子束全部打到多孔碳材料层102上时，图像显示器104 中的颜色差别很明显，用肉眼非常容易进行分辨。当待测电子束对多孔碳材料层102进行二维扫描时，就可以很容易的根据图像显示器104中的颜色差别得到待测电子束的尺寸和形貌。

本实施例中，所述多孔碳材料层102为一超顺排碳纳米管阵列。请参阅图5，为所述超顺排碳纳米管阵列的形貌图，该形貌图像中，中间颜色较浅的图像为超顺排碳纳米管阵列的第一通孔1021部分，其它颜色较深的图像为超顺排碳纳米管阵列中的碳纳米管部分。根据图5可以得到本实施例中第一通孔1021的尺寸大概为20微米。

请参阅图6，为采用本实施例中的电子束检测装置10检测待测电子束时得到的待测电子束的电子束斑的形貌，图像显示器104得到的图像中，中间颜色较浅，其它部分颜色较深，而且两种颜色差别很大，用肉眼十分容易分辨出来。其中，中间颜色较浅的图像为待测电子束的图像，有图中可以看出，该电子束斑的最大直径大概是300多微米。

请参阅图7，本发明第二实施例还提供一种采用上述电子束检测装置10 的电子束的检测方法，该电子束的检测方法包括以下步骤：

步骤S1，提供所述电子束检测装置10；

步骤S2，使待测电子束相对于所述多孔碳材料层102移动；以及

步骤S3，观察所述图像显示器104中的图像，根据图像的颜色得到待测电子束的图像。

步骤S1中，所述电子束检测装置10为第一实施例中的电子束检测装置 10，其包括第一实施例中电子束检测装置10的所有技术特征，在此不再赘述。

步骤S2中，将电子束检测装置10中的所述多孔碳材料层102，基板103以及法拉第杯105均放置于一真空腔室内。使待测电子束相对于所述多孔碳材料层102移动，进而实现待测电子束对所述多孔碳材料层102进行二维扫描。所述待测电子束相对于所述多孔碳材料层102移动可以通过移动待测电子束实现，也可以通过移动多孔碳材料层102、基板103以及法拉第杯105实现。本实施例中，通过移动待测电子束，使得待测电子束对多孔碳材料层102进行二维扫描，所述待测电子束的运动轨迹为

当然，所述待测电子束的移动方向并不限定于本实施例中的

所述待测电子束的移动方向可以跟据实际需要进行选择，只要能够实现二维扫描即可。例如，在某一实施例中，所述待测电子束的运动轨迹为蛇形

在某一实施例中，所述待测电子束分别沿第一方向和第二方向移动，第一方向和第二方向交叉。在另一实施例中，所述电子束分别沿X直线和Y直线平移，X直线和Y直线垂直。

步骤S3中，当整个待测电子束均打到所述多孔碳材料层102上时，整个电子束中的电子均被多孔碳材料层102吸收，多孔碳材料层102中产生的电荷最多，此时图像显示器104得到的图像颜色也最深。而当待测电子束部分打到多孔碳材料层102上，另外一部分打到第一通孔1021中时，打到第一通孔 1021中的部分电子束通过第二通孔1031以及开口1051进入到所述法拉第杯 161中，此时相比于电子束全部打到多孔碳材料层102上时，多孔碳材料层102 中产生的电荷会减少，此时图像显示器104中得到的图像颜色也变浅。而且打到第一通孔1021中的电子束越多，多孔碳材料层102中产生的电荷越少，由于所述第一通孔1021的横截面积小于等于待测电子束的横截面积，当所述第一通孔1021全部被待测电子束覆盖时，打到多孔碳材料层102中的电子束最少，此时所述多孔碳材料层102中产生的电荷最少，图像显示器104得到的图像颜色最浅。而且图像显示器中，当有待测电子束打到第一通孔1021中时和待测电子束全部打到多孔碳材料层102上时，图像显示器104中的颜色差别很明显，用肉眼非常容易进行分辨。

本发明所提供的电子束检测装置采用多孔碳材料层，使用时通过待测电子束相对于多孔碳材料层移动，使得照射在多孔碳材料层上的电子束的大小发生变化，然后根据图像显示器上的图像颜色即可得到电子束的图像，电子束检测装置的结构以及检测方法都非常简单。而且，由于多孔碳材料层对电子的吸收率几乎可以达到100％，可以称为电子黑体，因此，当电子束全部照射到多孔碳材料层上和没有或部分照射到多孔碳材料层上时，图像显示器中的图像颜色会有很大的区别，用肉眼很容易辨别出来。因此，本发明的电子束检测装置以及采用该电子束检测装置的检测方法的检测精确度也非常高。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电子束检测装置，包括：

一多孔碳材料层，所述多孔碳材料层具有一通孔贯穿其厚度方向，该通孔的横截面积小于等于待测电子束的横截面积，该多孔碳材料层由多个碳材料颗粒组成，该多个碳材料颗粒之间存在纳米级或微米级间隙；

一法拉第杯，该法拉第杯设置于所述多孔碳材料层下方，该法拉第杯具有一开口，该开口与所述碳纳米管多孔层的通孔贯通设置；以及

一图像显示器，该图像显示器与所述多孔碳材料层电连接，该图像显示器根据多孔碳材料层中产生的电荷多少形成颜色不同的图像，根据图像显示器中图像的颜色得到待测电子束的图像。

2.如权利要求1中所述的电子束检测装置，其特征在于，所述碳材料颗粒包括碳纳米管、碳纤维、碳纳米线、碳微米球或碳纳米球中的一种或多种。

3.如权利要求1中所述的电子束检测装置，其特征在于，所述多孔碳材料层为碳纳米管阵列或者碳纳米管网络结构。

4.如权利要求3中所述的电子束检测装置，其特征在于，所述碳纳米管网络结构为一碳纳米管海绵体、碳纳米管膜状结构、碳纳米管纸或者由多个碳纳米管线编织或缠绕在一起形成的网络结构。

5.如权利要求1中所述的电子束检测装置，其特征在于，进一步包括一基板，该基板具有一基板通孔，所述多孔碳材料层设置在该基板的表面，且所述多孔碳材料层的通孔、基板通孔以及法拉第杯的开口贯通设置。

6.如权利要求5中所述的电子束检测装置，其特征在于，所述多孔碳材料层为超顺排碳纳米管阵列，该超顺排碳纳米管阵列中碳纳米管的延伸方向垂直于所述基板的表面。

7.如权利要求1中所述的电子束检测装置，其特征在于，所述多孔碳材料层中通孔之外的碳材料颗粒部分为一电子黑体，该碳材料颗粒部分对电子的吸收率达到99.99％以上。

8.如权利要求1中所述的电子束检测装置，其特征在于，进一步包括一电表，该电表包括一第一接线柱和第二接线柱，该第一接线柱与所述多孔碳材料层电连接，该第二接线柱接地。

9.一种电子束检测方法，包括以下步骤：

步骤S1，提供所述权利要求1～8中任一项的电子束检测装置；

步骤S2，使所述待测电子束相对于所述多孔碳材料层移动；以及

步骤S3，观察所述图像显示器中的图像，根据图像的颜色得到待测电子束的图像。

10.如权利要求9中的电子束检测方法，其特征在于，步骤S2中，通过移动待测电子束，使得待测电子束对所述多孔碳材料层进行二维扫描，所述待测电子束的运动轨迹为多个平行线。

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