а. Разрешающая способность электростатической иммерсионной линзы приблизительно передается следующим выражением:
где e — средняя энергия эмиттируемых электронов,
Е — напряженность электрического поля на поверхности катода.
(Следует обратить внимание на то, что разрешающая способность не зависит от увеличения.) При температуре 1000 °С ε составляет ~0,1 эВ, и тогда для Е = 100 кВ (типичное значение для линзы микроскопа) r будет 10 -6 см, или 100 А.
Однако, есть факторы, которые способствуют уменьшению разрешающей способности реальных микроскопов. Например, тепловые электроны выходят из образца не с одинаковой скоростью и не параллельно оптической оси, а характеризуются определенным энергетическим и угловым распределением.
Таким образом, в реальных микроскопах разумное разрешение, которое можно ожидать, имеет величину 500—1000 А. Хотя эта величина намного меньше разрешающей способности, достигаемой в обычном трансмиссионном электронном микроскопе <5 А, она тем не менее значительно выше разрешающей способности лучших оптических (световых) микроскопов (>1500 А), особенно в случае работы при высоких температурах.
б. Фокусировка. Иммерсионная электростатическая линза может быть сфокусирована путем изменения либо величины напряженности поля линзы, либо расстояния между катодом (образцом) и промежуточным электродом (электродом Венельта). Чаще линза фокусируется изменением напряжения, приложенного в промежутке между катодом и электродом Венельта.
Если требуется дополнительное увеличение, может быть добавлена вторая магнитная линза, которая работает в режиме, подобном режиму проекционной линзы в обычном электронном микроскопе. С помощью такой комбинации линз могут быть достигнуты увеличения от нескольких до нескольких тысяч крат, что соответствует обычно достигаемому разрешению в 500—1000 А.
Система наблюдение и регистрация изображения
Наблюдение и регистрация изображения в термоэлектронном эмиссионном микроскопе осуществляется так же, как и в традиционной электронно-микроскопической практике. Электронные изображения регистрируются фотографированием изображения с флуоресцентного экрана непосредственно на слой фотоэмульсии фотопластинки или пленки, помещенных в плоскости электронного изображения, а также с помощью телевизионных методов на магнитную ленту.
Поскольку часто большой интерес представляют динамические аспекты превращений и других изменений, происходящих в твердом состоянии, полезным добавлением является оборудование для киносъемки. Простейший способ — это фотографирование изображения с флуоресцентного экрана при помощи кинокамеры через окошко для наблюдения. Однако эта процедура довольно обременительна и часто мешает нормальному наблюдению экрана.
Вакуумная система
Для термоэлектронного эмиссионного микроскопа требуется вакуумная система, рассчитанная на получение вакуума 10 –6 мм рт. ст. При этом скорость откачки должна быть достаточно большой для осуществления обезгаживания образца при повышении температуры. Необходимо также иметь в виду возможность формирования окисной пленки на образце за счет остаточного кислорода в микроскопе, в особенности для наиболее химически активных металлов.
Окисные пленки затушевывают истинную структуру образца и таким образом препятствуют проведению динамических наблюдений. В иных случаях остаточные газы могут привести к изменению химического состава образца. Например, атмосфера, содержащая значительное количество остаточного кислорода, способна обезуглеродить поверхность стального образца.
Следует, однако, заметить, что необходимость использования наивысшего достижимого ныне вакуума для обеспечения нормальной работы термоэлектронного эмиссионного микроскопа вовсе не очевидна. Хотя определенный пороговый вакуум и необходим, тем не менее наиболее важными моментами являются скорость откачки и природа остаточной атмосферы
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.