Принцип работы просвечивающего электронного микроскопа. Растровый электронный микроскоп. Принцип работы растрового электронного микроскопа. Общее описание растрового электронного микроскопа, страница 3

Более эффективное использование пучка достигается с по­мощью двухлинзового конденсора. В этом случае первый конденсор формирует уменьшенное изображение источника, ко­торое затем фокусируется на образец вторым конденсором. Таким образом может быть достигнуто уменьшение диаметра пятна при­близительно до 2 мкм. При этом увеличивается поток электронов через исследуемую область объекта, улучшается освещенность и уменьшается площадь, загрязняемая углеродом.

Применение специальных точечных катодов с соответствую­щими способами юстировки дает возможность получать более тонкие пучки (даже вплоть до 0,1 мкм), которые могут оказаться полезными при больших увеличениях и при работе по методу микродифракции.

Двухлинзовый конденсор имеет весьма важное значение для надлежащего исследования тонких фольг металлов и реплик вы­сокого разрешения, так как однолинзовый конденсор обычно не обеспечивает достаточной освещенности.

2.3. Дифракция электронов

Дифракция электронов является чрезвычайно важным источ­ником информации о структуре образца. Она применяется при исследованиях тонких фольг металлов и экстракционных реплик, когда исследуемая фаза извлекается из металла, или при изуче­нии частиц, находящихся на пленке-подложке. Если образец прозрачен для электронов и является кристаллическим, то могут быть получены картины электронной дифракции, аналогичные картинам дифракции рентгеновских лучей. Дифракция электронов в электронном микроскопе может быть осуществлена двумя способами. На рис. 2, в показан случай, когда прибор используется в качестве обычного электронографа. Конденсорные линзы коллимируют пучок, а все остальные лин­зы выключены. При прохождении через образец почти параллель­ного пучка электронов происходит дифракция, а картина наблю­дается на экране. Главным неудобством этой системы является то, что между образцом и фиксируемой дифракционной кар­тиной находятся три линзы. Остаточный магнетизм в любой из них может исказить картину. Тем не менее такая схема может оказаться полезной, если уже имеются какие-либо определенные соображения относительно состава образца.

В некоторых приборах образец можно поместить ниже объективной линзы или вместо нее, при этом необходим специаль­ный держатель образца. Это позволяет избежать трудностей, связанных с остаточным магнетизмом, и получать дифракцию как в отраженном, так и в проходящем пучках.

Рис. 3. Принципы темнопольной микроскопии и дифракции с выбранного участка: 1- апертурная диафрагма в положении для получения темного поля; 2 - апертурная диафрагма в положении для получения светлого поля.

Промежуточная и проекционная линзы формируют конечное изображение выбран­ного участка или изображение его дифракционной картины в зависимости от силы тока или, что эквивалентно, от фокусного расстояния промежуточной линзы. Это дает возможность регистрировать по выбору либо изобра­жение выделенного участка, либо соответствующую ему дифрак­ционную картину.

ЛЕКЦИЯ 7

Темнопольная микроскопия. Другим видом электронной микроскопии, который может стать источником ценной информа­ции, является темнопольная микроскопия. В этом случае изобра­жение формируется не центральным пучком, а одним или несколь­кими продифрагировавшими пучками. Это достигается смеще­нием апертурной диафрагмы в положение, при котором она про­пускает дифрагированный пучок и не пропускает центральный, как показано на рис.3. Тогда на изображении будут представ­лены все участки объекта, которые рассеивают электроны в дан­ном дифракционном направлении. Обычно такое изображение имеет низкое разрешение. Это объясняется тем, что дифрагиро­ванный луч проходит вблизи края поля линзы и подвергается воз­действию сферической аберрации. Изображение с высоким разре­шением можно получить путем наклона падающего пучка элек­тронов и, если это необходимо, наклона образца так, чтобы вместо центрального пучка по оптической оси микроскопа проходил продифрагировавший пучок. Изменение наклона пучка производится, как правило, с помощью магнитных отклоняющих катушек, яв­ляющихся обычно стандартными элементами больших приборов. Выключение катушек возвращает центральный пучок в нормаль­ное положение.