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

на фиг. 4.28. Две траектории, показанные на чертеже, соответствуют двум электронам с различными энергиями Е и Е — е. На схеме указаны также важнейшие геометри­

ческие параметры анализатора. Угол расхождения элек­

метрия анализатора характеризуется отношением расстоя­ ния между цилиндрическими электродами и центральной плоскостью с к радиусу цилиндров а.

Разрешающая способность анализатора по энергиям (т. е. его способность разделять электроны с различными энергиями) будет наивысгаей в том случае, когда расстоя­ ние между точками попадания электронов на регистрирую­ щую плоскость будет наибольшим. Это расстояние для данного значения энергии Е зависит от положения вход­ ной щели, выраженного через х 0, и геометрических пара­

метров анализатора.

Рассмотрим сначала электроны, которые прошли через объект без каких-либо потерь энергии. При удалении

меняться так, как это показано на фиг. 4.29. Осцилли­ рующий характер этого изменения можно понять путем анализа фиг. 4.30. Для достижения высокого разреше­ ния по энергиям изменение x t при изменении е должно

быть велико, а при изменении х0 — мало, что необходимо

для сведения к минимуму влияния ширины щели. Эти требования лучше всего удовлетворяются тогда, когда x t достигает экстремальной точки одной из своих осцил-

Ф и г. 4.30. Траектории, соответствующие экстремальным значе­ ниям 1, 2, 3 и 4 на фиг. 4.29 (показана также траектория отраженных электронов) [67].

ляций. Путем рассмотрения характера разделения элек­ тронов по энергиям, соответствующего определенной ширине щели sQ, можно получить выражение для раз­ решающей способности анализатора по энергиям. Если одип электрон с энергией Е попадает в анализатор в точ­ ке х 0, а другой — в точке х0-\- s0 (sQ х0), то расстояние

между их точками попадания на регистрирующей плоско-

dxJdE'tiKM/B

ЬхфЕ^км/В

сти st также могло бы точно соответствовать двум элек­ тронам различных энергий (Е и Е — е), попадающим в анализатор в одной и той же точке х 0. Поскольку эти

два случая разделения электронов на регистрирующей плоскости различить нельзя, разность энергий е можно

считать разрешающей способностью анализатора по энер­ гиям. Координату x t можно рассматривать как функцию от х0 и Е:

Xi = Xi (х0, Е),

Эта величина рассматривается как предел разрешаю­ щей способности анализатора по энергиям. На фиг. 4.31 приведены значения dxt/dE для различных геометрий анализатора, а на фиг. 4.32 — значение dxjdxo для одной

из этих геометрий. Фиг. 4.33 иллюстрирует разрешение,

которое может быть достигнуто для ряда геометрий, как функцию положения щели х 0 и потери энергии е для двух

различных положений регистрирующей плоскости.

При попытках применить анализатор Молленштедта для анализа энергии электронов в высоковольтных микро­ скопах возникли почти непреодолимые трудности, касаю­

лении, параллельном магнитным щелям '(фиг. 4.35). На фиг. 4.36 приведены некоторые результаты, полученные при использовании магнитного анализатора, которым снабжен высоковольтный электронный микроскоп в Ка­ вендише.

д. Анализирующие свойства комбинированной системы, состоящей из магнитной призмы и электростатического зеркала. Этот остроумный и универсальный анализатор был построен Л. Генри в лаборатории Р. Кастена в Орсее (Франция). Его схема представлена на фиг. 4.37. Этот прибор сконструирован таким образом, что может быть размещен между объективной и промежуточной линзами просвечивающего электронного микроскопа. Электроны, прошедшие через объективную линзу, попадают в маг­ нитную призму, которая отклоняет электронный пучок на угол 90° и направляет его к электростатическому зер­

калу, возвращающему электроны в призму. Поскольку направление движения электронов при этом оказывается противоположным, они снова отклоняются на угол в 90° относительно направления входящего пучка. При опре­ деленных значениях энергии пучка и напряженности магнитного поля электроны будут двигаться по таким траекториям, по которым они двигались бы без магнит­ ной призмы.

Такая система, представляющая собой комбинацию магнитной призмы и электростатического зеркала, обла-

Проекция на плоскость у - г

Проекция на плоскость x - z

Ф и г. 4.35. Траектории в анализаторе Ишинокава.

Вид в плоскости х — 2 подобен виду траектории в анализаторе Молленштедта, но в плоскости у — z здесь имеет место также ее смещение.

дает некоторыми довольно необычными оптическими свой­ ствами. В частности, в ней имеются два положения сопря­ женных плоскостей, между которыми формируется изо­ бражение от точки к точке с увеличением, равным единице. Положения указанных плоскостей при этом таковы, что при определенной установке они могут совпасть с фокаль­ ной плоскостью в пространстве изображений и с плоскостью изображения объективной линзы (фиг. 4.38). Плоскость совпадающая с плоскостью изображения объектива, сопряжена с плоскостью / 2 и если остальные линзы элек­

тронного микроскопа формируют на люминесцентном экране увеличенное изображение плоскости / 2, то на