Растровая электронная микроскопия

Панель управления (ЭВМ)
5. Различные приставки и детекторы

Сканирующий электронный микроскоп

может варьироваться от 100 В до 30 кВ.

монокристальные катоды из гексаборида лантана LaB6

Плотность тока источника описывается законом Ричардсона:

где А – «константа» Ричардсона, А/м2К2, зависящая от материала, ток J возникает когда источник нагрет до температуры Т при которой kT сопоставимо с потенциальным барьером Ф – работой выхода электронов

Яркость электронного источника – плотность тока на единицу телесного угла источника, [А/м2стеррад]

используют острийный катод, вырезанный из монокристалла вольфрама (напрвление <310>). Создав в районе острия электрическое поле достаточной напряженности, можно «вытянуть» электроны из материала.

полевые источники

с холодным катодом

с «теплым» катодом (катод Шоттки)

T = 1700 K
P = 10-6 Па

T = 300 K
P = 10-9 Па

для его юстировки

Конденсорная линза – уменьшение размеров кроссовера электронной пушки

Узел сменных диафрагм с механизмом ввода и микровинтами центровки – выбор условий освещения исследуемого объекта

Стигматор объективной линзы – корректировка астигматизма

Объективная линза – формирование тонкого сходящегося пучка электронов (зонда) на объекте

Сканирующие катушки – перемещение электронного зонда по поверхности образца

уменьшение диаметра электронного зонда.
Объективная линза - основное назначение, фокусировка электронного зонда на образце.

1 – расходящийся пучок электронов; 2 - медная обмотка; 3 – оболочка из магнитомягкого материала (броня); 4 – внешний корпус; 5 – зазор либо полюсный наконечник; 6 – водоохлаждаемая пластина; 7 – подвод воды; 8 – подвод электропитания.

системой и проявляющихся в неточном соответствии изображения объекту.
Основными дефектами магнитных линз являются сферическая, хроматическая аберрации и астигматизм.

Сферическая аберрация связана с неидеальным действием на лучи, идущие вдали от оптической оси. Чем дальше от оси движется электрон, тем сильнее он отклоняется по направлению к оси.
В параксиальном приближении точка будет изображаться диском с диаметром

Сs – коэффициент сферической аберрации [м] – для сильных магнитных линз примерно равен их минимальному фокусному расстоянию.

линзу электроны обладают разной энергией, вследствие чего фокусируются в разных плоскостях.

Астигматизм связан с нарушением идеальной вращательной симметрии магнитного поля линзы вследствие неточности геометрии полюсных наконечников, неоднородности состава и структуры сердечника линзы, загрязнений.
Нарушение осевой симметрии поля приводит к эллипсовидным искажениям электронного пучка.

– отверстие в пластине из тугоплавкого металла (Pt, Mo), уменьшающее видимый линзой телесный (апертурный) угол объекта.
Введение диафрагм способствует увеличению разрешения, контраста, глубины резкости и т.д., но снижает общую интенсивность (ток) пучка

собой небольшие октупольные линзы, поле которых компенсирует неоднородности поля основной линзы.