Принцип работы просвечивающего электронного микроскопа. Растровый электронный микроскоп. Принцип работы растрового электронного микроскопа. Общее описание растрового электронного микроскопа, страница 5

Для регистрации динамических процессов в образце исполь­зуются кинокамеры. При условии дополнительных затрат их можно заменить на телевизионные камеры, а регистрацию изоб­ражения производить на магнитную ленту. К дальнейшим усо­вершенствованиям системы регистрации можно отнести усилители яркости. Последние особенно полезны для биологических иссле­дований, в которых образцы более чувствительны к поврежде­ниям, вызываемым интенсивным электронным облучением, чем при исследовании металлов.

ЛЕКЦИЯ 8

РАСТРОВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП

Термин «растровый электронный микроскоп» (РЭМ) охваты­вает группу различных приборов, которые часто объединяются в одну конструктивную единицу. Построение изображения по точкам, изменение масштабов изображения радиотехническими методами и развертка в растр (сканирование) электронного пучка, зондирующего объект исследования, являются общими особен­ностями этих приборов. Различие между приборами определяется регистрируемым результатом взаимодействия электронов скани­рующего пучка с веществом объекта. Природа и интенсивность результата регистрируемого взаимодействия непосредственно оп­ределяют вид получаемого изображения и, следовательно, харак­тер информации, которую оно содержит.

РЭМ не является обычным электронным микроскопом, в котором изображение со­здается электронными линзами с помощью электронов, прошед­ших через объект. В РЭМ совершенно не используются электрон­но-оптические системы для образования и изменения масштабов изображения. В нем изображение строится по точкам; оно являет­ся результатом взаимодействия электронного пучка с поверх­ностью образца. Наблюдаемая область последовательно облу­чается перемещающимся электронным пучком микроскопа подоб­но сканированию в телевидении; соответствующее изображение синхронно и синфазно строится таким же образом. Электронные линзы тем не менее составляют важную часть электронно-опти­ческой колонны РЭМ, но они используются для формирования электронного пучка — зонда (т. е. для проектирования уменьшен­ного изображения кончика нити катода на поверхность непроз­рачного для электронов образца).

Принцип действия микроскопа растрового типа можно описать следующим образом (рис. 4). Пучок электромагнитного или корпускулярного излучения движется по поверхности образца вдоль близко расположенных друг к другу линий, образующих растр.

Фокусирующие системы уменьшают изображение источника излучения. В результате очень маленькое пятно освещения сканирует поверхность образца. Взаимодействие в той или иной форме (свет, электроны и т. д.) улавливается соответствующим устройством, сигнал от которого после усиления модулирует интенсивность пучка электронно-лучевой трубки.

 Падающая волна взаимодействует с поверхностью образца, в ре­зультате чего она может быть поглощена, отражена, рассеяна назад, диспергирована или поляризована. В свою очередь образец сам может активизироваться и эмиттировать такое же или отлич­ное от падающего излучение. Результат взаимодействия пучка — сигнал, пропорциональный степени проявления одного из пере­численных эффектов, улавливается подходящим чувствительным устройством и усиливается. Затем этот сигнал используется для модуляции записываемой интенсивности, например интенсивности электронного пучка катодно-лучевой трубки, который дви­жется по ее экрану синхронно со сканирующим пучком микроско­па. Если поверхность образца имеет какие-либо свойства (напри­мер, изменения состава или топографии), которые вызывают поглощение, отражение; рассеяние назад, дисперсию, эмиссию или поляризацию, меняющиеся от точки к точке, то в регистрирующей системе, настроенной на соответствующий эффект, возникает изображение, которое представляет объект как бы видимым при «освещении» используемым излучением.