Автоионный микроскоп Советский патент 1986 года по МПК H01J37/285 

;4(Л

с

сх о о |С Изобретение относится к области автоионной микроскопии и предназначено для анализа атомной структуры металлических образцов. Целью изобретения является увели чение производительности и информативности анализа за счет использова ния образцов в виде фольги и получе ния возможности параллельного анали за микроструктуры одних и тех же об разцов в автоионном и просвечивающем электронном микроскопах. На фиг. 1 показан продольный раз рез микроскопаJ на фиг. 2 - его попере.чный разрез в области объектодержателя; на фиг. 3 - поперечный разрез механизма перемещения зонда. Обьектодержатель 1 вьшолнен в ви де цилиндрической обоймы, на боково поверхности которой закреплен образец 2 в виде фольги. Соосно с объек тодержателем установлен подвижньй металлический зонд 3, имеющий ось 4 и выполненный в виде вращающегося диска. Параллельно плоскости зонда 3 расположен флуоресцирующий экран 5, имеющий прозрачное проводящее по рытие 6. Объектодержатель, зонд и экран размещены внутри вакуумирован ной, например стеклянной,колбы 7. Вокруг колбы размещен вращающийся кожух 8 с магнитами 9, которые взаи модействуют с толкателем 10, соединенным с диском зонда 3. Колба 7 микроскопа установлена в корпусе, снабженном Лланпами 11. и имеет нож ку 12 для охлаждающей жидкости и вводы 13 для крепления образца. Кол ба и фланцы закреплены на штативе 14. Через канал 15 колба 7 соединена со средствами откачки. Кожух 8 через зубчатые колеса 16 и 17 сое динен с приводом 18 (фиг. 2). Позицией 19 отмечено отверстие зо1зда, выполненное в диске на расстоянии от его оси, равном радиусу обоймы объектодержателя 1. Образец 2 - плоская полоска металлической фольги размером 10x80 м зажимается в обойме объектодержателя 1 на пяти вводах 13, принимая форму цилиндра с вырезом (см.фиг.2) Приводом 18 с помощью зубчатых колес 16, 17, магнитов 9 и толкателя 212 10 осуществляют вращение металлического зонда 3 с зондовым отверстием 19. При анализе исходное положение зонда соответствует расположению зондового отверстия напротив одного из вертикальных краев образца. После напуска в объем колбы 7 изображающего газа на образец подают положительньш потенциал Vg 3 кВ - с помощью одного из вводов 13 (прозрачное проводящее покрытие 6 и зонд 3 заземлены). Затем зонд 3 медленно вращают, сканируя тем самым зондовым отверстием кромку образца, и непрерывно визуально контролируют флуоресцирующий экран микроскопа, измеряя величину тока 1 ионов на него. В случае появления тока выше некоторого минимального предела I , выбор которого зависит от значения V потенциала образца и давления Р изображающего газа, положение зондового отверстия, так же как и величина тока, фиксируются, а вращение зонда продолжают до перехода зондового отверстия в противоположное крайнее относительно вертикальных кромок образца положение. Затем зондовое отверстие устанавливают в положение, соответствующее минимальному значению 1 du.,1 1 ) и производят обычный автоионномикроскопический анализ обнаруженного микровыступа. Далее анализируют структуру микровыступа с Iu.,1 и т.д. Следующий этап - повторение описанного цикла с той только разницей, что потенциал образца V устанавливается уже более высоким: V ал + uV , где шаг uV, удобно выбирать на уровне 2f3 кВ, з итывая возможное затупление микровыступов в процессе анализа вследствие испарения полем. Фольга, используемая гдля анализа в предлагаемой конструкции атоионного микроскопа, может быть использована для изготовления стандартных образцов просвечивающего электронного микроскопа, т.е. обеспечивается возможность параллельного анализа одних и тех же образцов материалов в микроскопах двух типов. Тем самым существенно расширяется информация о дефектной структуре металлических материалов.

АВТОИОННЫЙ МИКРОСКОП, содержащий внутри вакуумной камеры объектодержатель, подвижный металлический зонд с отверстием и флуоресцирующий экран, а также систему напуска изображающего газа, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности и информативности анализа за счет использования образцов в виде фольги, объектодержатель выполнен в виде цилиндрической обоймы, а зонд вьтолнен в виде соосного с обоймой вращающегося диска, при этом отверстие зонда удалено от оси диска на расстояние, равное радиусу обоймы.

/J /ff

3- S