Файл: Хокс П. Электронная оптика и электронная микроскопия.pdf

250 Глава 4

дня) или просветленные решетки, причем окна, предназна­ ченные для пропускания рентгеновских лучей в детектор,

100мм

дований, обусловила необходимость и целесообразность раз­ работки специальных комбинированных приборов. Пер­ вым шагом в этом направлении явилось введение допол­ нительных устройств, располагаемых над объектом рент-

252 Глава 4

геновского микроанализатора и предназначенных для

осуществить в одном приборе. Схема первой модели

вина микроскопа позволяет сканировать исследуемый объект зондом размерами меньше 100 нм. Внутреннее пространство камеры объектов достаточно для размещения в ней детектора вторичных электронов, двух кристалличе­ ских рентгеновских спектрометров и пропорциональ­ ного счетчика, измеряющего общую интенсивность рент­ геновского излучения независимо от его длины волны: Непосредственно под камерой объектов располагаются объективная, промежуточная и проекционная линзы электронного микроскопа. Таким образом, если исследуе­ мый объект тонкий, то может быть сформировано его электронное изображение на просвет. Однако разрешаю­ щая способность описываемого прибора в случае его использования в качестве просвечивающего электронного микроскопа оказалась не очень высокой. При максималь­ ном ускоряющем напряжении, равном 60 кВ, она была хуже 3 нм. В связи с этим были реконструированы состав­ ные части прибора, расположенные вблизи камеры объек­ тов. В частности, зондоформирующая линза была заменена минилинзой, а конструкция объективной линзы значи­ тельно усовершенствована. Кроме того, поскольку новая модель EMMA предназначалась только для исследования тонких объектов, отпала необходимость в сканировании объекта.

4.4. ЗЕРКАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП

Ниже будут рассмотрены электронные микроскопы, предназначенные для изучения свойств поверхности объектов, слишком толстых для исследования в просвечи­ вающих электронных микроскопах. (Просвечивающий растровый электронный микроскоп не принято включать в категорию указанных приборов, но его рассмотрение вместе с обычными растровыми микроскопами вполне естественно.) В растровом электронном микроскопе и микро­ анализаторе электронный пучок, бомбардирующий объект, вызывает определенные реакции. Получаемое в этих прибо­ рах изображение представляет собой картину, определен­ ным образом отражающую характер этих реакций. В этом разделе будет кратко описан электронный микроскоп такого типа, в котором не происходит бомбардировки

254 Глава 4

исследуемого объекта электронным пучком. В атом так называемом зеркальном электронном микроскопе элек­

о нее. (В электронном микроскопе другого типа, известном под названием автоэмиссиоппого электронного микроско­ па, который здесь не рассматривается, изображение фор­ мируется электронами, эмиттируемыми под действием сильного электрического поля самим объектом; изображе­ ние в другом микроскопе подобного типа может быть сфор­ мировано также ионами, образующимися в результате ионизации газа, подаваемого к поверхности объекта; такой прибор называют автоэмиссионным ионным микро­ скопом.)

Если пучок электронов входит в тормозящее электриче­ ское поле, то при повышении потенциального барьера до величины, превышающей ускоряющее напряжение, направление движения пучка меняется на обратное. В том случае, когда эквипотенциальные поверхности тормозя­ щего поля точно представляют собой плоскости, электро­ ны, движущиеся перпендикулярно этим плоскостям в одном направлении, при изменении своего направления будут двигаться по той же самой траектории. Если же указанные эквипотенциальные поверхности имеют какиелибо неоднородности, то электроны, которые изменяют направление своего движения вблизи них, будут отражать­ ся в соответствии с элементарными законами отражения.

В зеркальном электронном микроскопе исследуемый объект располагается близко к той плоскости, у которой направление движения электронов меняется на обратное. Поэтому эквипотенциальные поверхности тормозящего электрического поля будут искажаться неоднородностями поверхности объекта и любыми другими электростатиче­ скими полями, связанными с этой поверхностью.

Был построен целый ряд экспериментальных образцов зеркальных микроскопов, но многие из них позволяют получить не сфокусированное изображение деталей поверхности объекта, а точечное проекционное или теневое изображение этой поверхности. Здесь описывается только одна из моделей зеркальных микроскопов, обеспечиваю­ щая возможность получения сфокусированного изображе-

f a * % )

14 — вторая магнитная отклоняющая система; 15 — экран наблюдения про­

магнитная отклоняющая система; 19 — полюсные башмаки полюсного нако­ нечника проекционной линзы; 20 — фотокамера для 35-миллиметровой пленки; 21 — экран для наблюдения конечного изображения; 22 — магнитная откло­ няющая система; 23 — вторая конденсорная линза с катушками для отклоне­ ния пучка в х и у направлениях и катушки стигматора первого порядка (миниа­

тюрный тип); 24 — диафрагмы; 25 — первая конденсорная линза; 26 — анод; 27 — венельт; 28 — термокатод.