Электронный микроскоп-микроанализатор Советский патент 1977 года по МПК H01J37/26 

Изобретение относится к электронной микроскопии и может быть использовано для проведения химического микроанализа тонких объектов. Известен электронный микроскоп просвечивающего типа, предусматривающий возможность рентгеновского микроанализа исследуемого объекта 1. Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является микроскоп, содержаш,ий осветительную электронно-оптическую систему, столик с объектодержателем, спектрометрическую систему и объективную электромагнитную линзу, заключенные в металлический корпус 2. Недостатками такого микроскопа являются низкая чувствительность, низкое спектральное разрешение рентгеновского микроанализа легких элементов, высокий фон тормозного излучения, невозможность проведения микроанализа с помош,ью Оже-электронов. Для повышения чувствительности, спектрального разрешения и уменьшения фона тормозного излучения рентгеновского микроанализа, а также обеспечения микроанализа с помощью Оже-электронов в предлагаемом электронном микроскопе-микроанализаторе в камере объектов перед объективной линзой расположена электростатическая линза, один электрод которой выполнен в виде заземленной диафрагмы, а другой электрод выполнен в виде цилиндра и электрически изолирован от корпуса и соединен с высоковольтным источником питания, столик объектов с объектодержателем помещен внутри изолированного От корпуса электрода и экранирован окончанием изолированного электрода относительно стенок верхнего башмака полюсного наконечника объективной линзы, а конец объектодержателя расположен над диафрагмой, помещенной над нинчним башмаком полюсного наконечника и электрически соединен с корпусом. На чертенке показана конструкция предлагаемого устройства, где 1 - электроннозондовая система, 2 - камера объектов, 3 - замедляюшая электростатическая линза-конденсор, 4 - верхний заземленный электрод лиизы-кондепсора, 5 - нижний изолированный высоковольтный электрод линзы-конденсора, 6 - столик объектов, 7 - исследуемый объект, 8 - поток вторичных излучений (характеристические рентгеновские лучи, Оже-электроны), 9 - спектрометрическая система, W - вакуумный провод (канал), 11 - полюсный наконечник объективной электромагнитной лнизы 12, 13 - заземленная выравнивающая диафрагма, 14 - высоковольтный герметизированный ввод, 15 -

высоковольтный источник напряжения, .16 -

ИЗОЛЯТОр.

Устройство работает следующр1м образом. Созданный осветительной системой 1 тонкий электронный луч (на чертеже он совпадает с осевой линией) проходит внутри камеры объектов двухэлектродную замедляющую электростатическую линзу-конденсор 3, на замедляющий электрод 5 которой подается тормозящий отрицательный относительно корпуса прибора потенциал. Величина этого потенциала такова, что электроны освещающего пучка бомбардируют объект с нужной для исследования энергией, причем энергия, icooTветствующая нижнему пределу ускоряющего напряжения электронной пущки микроскопа, всегда ее иревыщает. При бомбардировке объекта электронами с энергией менее 20- 25 КэВ осуществляется оптимальный по чувствительности и спектральному разрещенпю режим возбуждения и регистрации характеристического .излзчения у легких элементов, а также режим Оже-электронной спектрометрии. Медленные электроны обеспечивают необходимое для химического анализа вторичное излучение из объекта, проходят сквозь него и ускоряются до первоначальной скорости выравнивающей заземленной диафрагмой 13. В формирующее и увеличивающее поле, создаваемое полюсным наконечником // Объектпвной линзы 12, и во все последующие линзы электронный поток входит с первоначальной скоростью, соответствующей номинальном) ускоряющему напряжению, ничем не нарушая нормальной работы всей электгюнной оптики электронного микроскопа просвечивающего типа. Узкая цилиндрическая часть замедляющего электрода 5 оканчивается вровень с торцом объектодержателя и закреплена аксиально-симметрично в верхнем бащмаке полюсного наконечника 11. Эта неподвижная изолированная часть электрода 5 экранирует от стенок канала наконечника // патрончик (объектодержатель), который в процессе перемещения объекта 7 при исследова-нии может быть установлен неосеснмметрично и исключает искажения формы электростатического поля у оси микроскопа. Для увеличения интенсивности вторичных излучений 8 в направлении зазора между башмаками цолюсного наконечника //, т. е. вакуумного канала, ведущего в спектрометрическую систему 9, объект 7 устанавливают наклОНно.

Формула изобретения

Электронный микроскоп-микроанализатор, содержащий осветительную электронно-оптическую систему, столик с объектодержателем, спектрометрическую систему и объективную электромагнитную линз}, заключенные в металлнческий корпус, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, спектрального разрешения и уменьшения фона тормозного излучения рентгеновского микроанализа, а также обеспечения микроанализа с помощью Оже-электронов, в камере объектов иеред объективной линзой расположена электростатическая линза, один электрод которой выполнен в виде заземленной диафрагмы, а дрзтой электрод выполнен в виде цилиндра и электрически изолирован от корпуса и соединен с высоковольтным источником питания, столик объектов с объектодержателем помещен внутри изолированного от корпуса электрода и экранирован окончанием изолированного электрода относительно стенок верхнего башмака полюсного наконечника объективной линзы, а конец объектодержателя расположен над диафрагмой, помещенной над нижним башмаком полюсного наконечника, и электрически соединен с корпусом.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1.Хокс П. Электронная оптика и электронная микроскопия, «Мир, М., 1974, с. 246.

2.«The analytical electron microscope EMMA-4, проспект фирмы «AEI Scientific

Apparatus Ltd... Великобритания, 1973.