Принцип работы просвечивающего электронного микроскопа. Растровый электронный микроскоп. Принцип работы растрового электронного микроскопа. Общее описание растрового электронного микроскопа, страница 6

Увеличение изображения, полученного в растровом микроско­пе, определяется отношением расстояния, пройденного пучком в записывающей системе, к расстоянию, пройденному синхронно отклоненным освещающим объект сканирующим пучком за один и тот же промежуток времени. В растровом микроскопе скани­рующий луч проходит путь, который точно соответствует расстоя­нию, пройденному лучом в регистрирующей системе. Увеличение М пропорционально отношению амплитуд пилообразного тока, пи­тающего отклоняющие катушки в регистрирующей системе в ко­лонне микроскопа. Достижимое разрешение ограничено эффек­тивным размером элемента разложения, т. е. размером освещен­ного элементарного участка на поверхности образца, и должно соответствовать закону неопределенности.

Принцип растровой микроскопии может быть реализован не только в тех немногочисленных типах приборов, которые в на­стоящее время имеются в продаже. Фактически на растровом принципе могут быть построены любые микроскопы независимо от используемого в них вида электромагнитного или корпуску­лярного излучения при условии, что имеющееся излучениеможноотклонять электростатическими или магнитными полями (чтобы осуществить сканирование поверхности образца) и что диаметр пучка может быть уменьшен до желаемых размеров (например, путем уменьшения изображения малого источника излучения) для получения необходимого разрешения. Кроме того, должна существовать удовлетворительная связь между рассматриваемым взаимодействием (поглощение, отражение, рассеяние назад, поляри­зация, дифракция или эмиссия) и свойствами объекта, которые мож­но отнести к топографии, а также к химическому составу наблюдае­мого участка, для того чтобы получить на экране электронно­лучевой трубки адекватный контраст изображения.

В растровой микроскопии увеличенное изображение получает­ся без помощи каких-либо оптических средств. Здесь имеются свои собственные правила, отличные от тех, которые применимы в оптической или обычной электронной микроскопии, и эти пра­вила необходимо принимать во внимание при наблюдении изоб­ражения поверхности образца.

С самого начала следует помнить, что необходимо различать факторы, ограничивающие разрешающую способность (т. е. определяющие возможность наблюдать раздельно две близ­ко расположенные неоднородности на поверхности образца), и факторы, от которых зависит точность передачи разме­ра, формы и контраста в изображениях таких неоднородностей.

Разрешающая способность ограничена диаметром сканирующего первичного пучка. Однако это не только лимитирующий фактор. Сравнительно легко уста­новить, что по крайней мере следующие  условия должны быть выполнены, если требуется визуализировать определенные детали образца:

1. Интересующий нас элемент поверхности не должен быть заметно меньше размера зонда, эффективный диаметр которого получается проекцией диаметра пучка на поверхность образца.

2. Необходимо, чтобы имело место точное попадание электрон­ного зонда и взаимодействие электронов зонда с локальной не­однородностью.

3. Взаимодействия сканирующего электронного зонда с ло­кальной неоднородностью и ее окружением должны приводить к различию соответствующих измеряемых сигналов на величину, по крайней мере равную или большую некоторого порогового значения, при котором модуляция яркости конечного изображения достаточна для того, чтобы человеческий глаз был способен ее уловить.

4. Постоянная времени видеоусилителя должна быть в не­сколько раз меньше времени прохождения детали образца ска­нирующим зондом.

5. Размер детали на увеличенном изображении не должен быть меньше предела разрешающей способности человеческого глаза.

ЛЕКЦИЯ 9

ПРИНЦИП РАБОТЫ РАСТРОВОГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА

Электронные потоки удовлетворяют всем требованиям, которые предъявляются к излучению, предназначенному для использова­ния в, растровом электронном микроскопе.