Растровый электронный микроскоп-микроанализатор Советский патент 1983 года по МПК H01J37/28 

Изобретение относится к технике электронной микроскопии и может быть использовано в приборостроительной промышлейности при производстве электронных микроскопов. .

Известны электронные микроскопымикроанализаторы 1J.

Однако электронные микроскопы-микроанализаторы,, в которых осуществляется ренТгеноспектральный анализ, обладают относительно малыми функцио- нальными возможностями.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемом;, является растровый электронный микроскоп-микроанализатор (РЭММА), содержащий сие- 15 тему формирования.электронного зонда, отклоняющую систему, схему ртображения информации, включающую первый канал, содержащий детектор рентге-новского излучения, счетчик импуль-20 оов и блок регистра1|ии, второй канал, содержащий детектор вторичных, электронов и индикаторный блок, а также генератор разверток, соединениый с от.клоняюией системой и индика- 25 торным блоком 2 .

Однако на изображении поверхности объекта в рентгеновских лучах отсутст;вуюТ градации серого в промежутке между двумя крайними градациями (ep-jQ ного и Целого). Такая информация дает возмож ность установить только сам факт наличия рентгеновского излучения в данной точке исследуемой поверхности, при этом изображение представляетсобой совокупность светящихся с одинаковой яркостью точек, которые соответствуют точкам поверхности, содержащим данньй химический элемент. Это обусловлено импульсным характеромвидеосигнала, сформированного в кана- О ле получения рентгеновского изображения,. koTOpHM модулируется по яркости .электронный Луч в электроннолучевой трубке индикаторного блока. , , - , . ... . 45

При совмещении рентгеновских и лектронных- изображений отсутствует нформация о количественном распреелении элемента. Это связано с тем, то в формировании совмещенного изоб-50 ажения используется импульсный сигал, несущий информацию о рентгеновком излучении, наложение которого а аналоговый видеосигнал с последуюей модуляцией комбинированным видео-55

сигналом электронного луча по яркости в электроннолучевой трубке индикаторного блока не позволяет по совмещен НОМУ изображению визуально получить более полную информацию кроме опре- 60 еления наличия в данной точке рентгеновского излучения (элемента). В целом известный прибор обеспечивает недостат,очную информативность анализа.65

Кроме того, канал регистрации характеристического рентгеновского излучения обладает недостаточно высокой чувствительностью и линейног стью преобразования импульсной информации, поступающей с выхода детектора рентгеновского излучения, а амплитуду аналогового сигнала из-за погрешностей, вносимых интегратором с R,S элементами и усилителем постоянного тока. Это приводит к снижению точности анализа.

Целью изобретения является повышение точности анализа и повышение его информативности путем увеличения градаций серого на изображении, сформированном в рентгеновских лучах, И обеспечения.возможности получения количественной информации о .распределении химических элементов по сов-, мещенным изображениям в рентгеновских лучах и во вторичных электронах.

.Указаннная цель достигается тем, что в РЭММА, содержащем систему формирования электронного зонда, отклоняющую систему, схему отображения информации, включающую первый канал, содержащий;детектор рентгеновского излучения, счетчик импульсов и блок регистрации, ВТОРО.Й канал, содержащий детектор вторичных электронов и индикаторный блок, а также генератор разверток,.соединенный с отклоняющей систег/юй и индикаторным блоком, схема отображения информации, снабжёи Цифро-аналоговым преобразователь с. блоком управления и гюдулятором, которые включены последовательно между .дете.ктором рентгёновского излучения и индикаторным блоком, при этом модулятор соединен с детектором вторичных электронов. :

На чертеже представлена блок-схем предлагаемого устройства.

РЭММА содержит электронную пушку 1 и блок 2 электромагнитных линз, образующих систему формирования элек:тронного зонда, отклоняющую систему 9, исследуемый объект 4. Схема отображения информации содержит первый канал, включающий детектор рентгеновского излучения с кристалл- анализатором 5 и преобразователем 6, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7 с блоком 8 управления и блок регистрации, выполненный, например, в виде счетчика 9 импульсов с цифровым табло. Второй канал схемы отображения информации содержит детектор 10 вторичных электронов, соединенный с модулятором 11, и индикаторный блок 12. Генератор 13 разверток соединён с индикаторным блоком 12 и с отклоняющей .системой 3. Схема содержит переключатели 14 и 15, обеспечивающие выбор вида записи информации, а также самописец 16, соединенный с 1ДАП 7. Устройство работает следующим о6- разом. В результате взаимодействия электронного луча с поверхностью объекта возникают рентгеновское излучение и вторичные электроны, несущие информацию о поверхностном слое объекта. Вторичные электроны, попадая на де тектор 10 вторичных электронов, преоб разуются в видеосигнал, котоЕий создает на экране электроннолучевой трубки индикаторного блока 12 изображение поверхности объекта 4. Площадь растра на поверхности исследуемого объекта регулируется изменением амплитуды пилообразного тока генератора 13 разверток, подаваемого в отклоняющую систему 3. Рентгеновское излучение, несущее информацию об элементном составе поверхности объеката 4, попадает на кристалл-анализатор 5, настроенный на определенный элемент таблицы Менделеева. С выхода преобразователя 6 поступают испульсы с частотой, пропорция ональной интенсивности рентгеновского излучения. Импульсы считаются счетчиком 9 или попадают через переключатель 15 непосредственно в индикаторный блок 12 для формирования изображения в рентгеновских лучах. При этом, модуляция электронного луча по яркости в электроннолучевой трубке индикаторного блока 12 осущест вляется аналоговым сигналом, который формируется с помощью цифро-аналогового преобразователя 7 и блока 8 управления. Амплитудй аналогового сигнала пропорциональна частоте импульсов, поступающих с выхода детектора рентгеновского излучения. В ПАП 7 осуществляется преобразования только того количества импульсов, которое приходится на заданный интервал-времени. Временные интервалы между импульсами, которые задаются блоком 8 управления, равным между со бой в режиме формирования изображения в рентгеновских лучах. Осуществление гюдуляции электронного луча по яркости в электроннолучевой трубке индикаторного блока аналоговым сигналом, полученным с помощью ПАП, обеспечивает возможность получе- ния изображения в рентгеновских лучах с количеством гргшаций серого, определяемом наличием количества неравных значений интенсивности рентгеновского изображения, несущего информацию не только о пространственном распределении элементов, но и количественных соотношениях при формировании совмещенных изображений. i - . ./- . - В то же время это позволяет с более высокой чувствительностью и линейностью преобразовать импульсную информацию в аналоговый сигнал, т. е. с большей точностью зарегистрировать и записать рентгеновский спектр.

РАСТРОВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРО-СКОП- МИКР0АНАЛИЗАТОР, содержащий систему формированкя 9JieKTpoHHoro зонда. -i.OiaA5f ; :«fдтаг-гс. . тt:;: i; П(;:.дg 10 5. ;.v ;отклоняющую систему схему отображения информации, вклшчаюиило первый канал, содержащий детектор рентгеновскогю излучения, счётчик шлтульСов. и блок регист|рации, второй канал, содержащий детектор вторичнБК электронов и инйикаторннй блок, а также генера-тор развеp-poic, соединенный с отклоняющей системой и индикаторны