Оптическая система - Применение ионного микроскопа

Схема колонны СГИМ

Для фокусировки и отклонения ионного пучка используется электростатическая оптическая схема, аналогичная системам со сфокусированным ионным пучком.

Зависимость ионного тока от приложенного напряжения нелинейно, по мере увеличения напряжения, ток эмиссии возрастает, достигает своего максимального значения, после чего начинает убывать. При дальнейшем повышении напряжения, его энергии начинает хватать для отрыва атомовкатода, тем самым затупляя его конец и ухудшая его характеристики. Напряжение, при котором ток эмиссии достигает своего максимального значения называется "напряжением наилучшего изображения, ННИ" (BIV, Best Image Voltage), и для ионов гелия, это происходит при величине электрического поля в области острия катода около 4,5 В/Е. На данное значение влияет форма острия катода, (чем острее конец катода, тем меньшее напряжение нужно приложить для достижения ННИ).

На рисунке показаны основные оптические компоненты СГИМ (на примере модели Carl Zeiss ORION). Все линзы, сканеры и дефлекторы являются электростатическими, потому что траектория движения заряженных частиц, и в частности, ионов очень слабо зависит от магнитных полей. Ионы, образующиеся с помощью источника, достигают требуемой энергии ускорения и проходят через диафрагму, которая формирует пучок ионов, отсекая внеосевые ионы. Далее пучок ионов проходит через группу электростатических линз, которые выполняют его коллимацию и подстройку. Регулируемая апертурная диафрагма позволяет подбирать оптимальное соотношение разрешения и глубины резкости изображения с одной стороны и тока пучка с другой (путем изменения диаметра поперечного сечения пучка ионов). Далее пучок ионов проходит через систему отклоняющих катушек, которая реализует алгоритм сканирования пучка (отклоняет его в заданном направлении в зависимости от приложенного управляющего напряжения). Затем пучок ионов фокусируется на образце с помощью электромагнитного объектива (Final lens).

Похожие статьи




Оптическая система - Применение ионного микроскопа

Предыдущая | Следующая