ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор условий работы РЭМ и подготовка образцов из "Кристаллография рентгенография и электронная микроскопия" Выбор режима сканирования. Разрешающая способность РЭМ при использовании вторичных электронов определяется прежде всего сечением электронного зонда. Современные электронно-оптические системы позволяют получить диаметр пучка электронов порядка 10 А. Однако существует ряд причин, вынуждающих увеличить диаметр зонда. Одна из них связана с выбором скорости перемещения пучка по объекту — скорости сканирования. [c.565] Ток пучка в РЭМ изменяется в широких пределах. Пусть он равен 10 А, что соответствует 10 эл/с. Пусть на образце зонд прочерчивает 1000 линий по площади сканирования, тогда принимая квадратную форму области изображения, число точек изображения 1000X1000=10 . В регистрируемом потоке электронов всегда есть статистические флуктуации шума (фона). Если принять 10- электронов для формирования изображения одной точки с удовлетворительным соотношением сигнал/шум, то при точке пучка 10 эл/с и в предположении предельного уровня сигнала, равного току первичного пучка, изображение заданного участка поверхности потребует 1000 с или около 17 мин (Ю -10 5= 10 эл/кадр, 10 10 = = 10 с/кадр). Для записи изображения время сканирования может быть большим, однако для визуального наблюдения объекта необходимо время сканирования 1—5 с/кадр, при этом послесвечение экрана обеспечивает непрерывную видимость всех точек сканируемой площади. Это обстоятельство заставляет увеличивать диаметр зонда, что приводит к возрастанию тока пучка и одновременно к ухудшению разрешающей способности. [c.565] При малой скорости сканирования возникают затруднения в исследовании динамических явлений в образце (например, при нагреве, деформации и т. д.). Для наблюдения таких явлений используется та же техника, что и в телевидении. Изображение формируется на экране электронно-лучевой трубки монитора, сканирование зонда на образце синхронизировано с разверткой на экране монитора, чередование кадров не заметно для глаз и может использоваться устройство для видеозаписи. Скорость сканирования определяется числом точек в кадре и диаметром зонда, обеспечивающими хорошее соотношение сигнал/шум. Поэтому при использовании телевизионной техники уменьшают число точек (например, 150 000 вместо 1 000 000) и увеличивают диаметр зонда (100 нм вместо 10 нм), при этом время регистрации кадра получается 1/30 с вместо 100—1000 с. [c.565] Объекты исследования и их подготовка. Большая глубина резкости, изображения в РЭМ снимает одно очень важное ограничение анализа микроструктуры в светооптическом микроскопе — необходимость подготовки плоскости шлифа. Это открывает широкие возможности для микроскопического исследования естественных поверхностей. Поверхность разрушения может быть не только объектом (целью) излучения, но и средством проявления внутренней микроструктуры — размера и распределения включений и других неоднородностей, выявленных на поверхности разрушения. [c.566] При известных обстоятельствах может быть интересным исследование в РЭМ металлографических шлифов после травления для выявления микроструктуры. Это применение РЭМ прежде всего обусловлено гораздо более высоким разрешением во вторичных электронах, чем разрешение светового микроскопа. Кроме того, интересна возможность создания контраста на различиях химического состава фаз (при использовании упруго-рассеянных электронов или характеристического рентгеновского излучения). [c.566] Травление очень часто оставляет на поверхности продукты химических реакций (шлаки), которые надо уметь отличать в изображении от деталей микроструктуры, проявляюш1ийся в микрорельефе. При использовании вторичных электронов существенным является неметаллический характер этих шлаков, что приводит к образованию электрических зарядов. Во всяком случае, надо принимать меры к возможно полной очистке поверхности шлифов. [c.566] При использовании упругорассеянных электронов важно отделить эффекты, обусловленные рельефом, и эффекты, обусловленные зависимостью интенсивности рассеяния от атомного номера для химически сложного объекта. Для анализа изображения можно использовать твердотельные парные детекторы — полупроводниковые кристаллы, устанавливаемые симметрично относительно электронного зонда над образцом (см. рис. 22.10). Специальное суммирующее устройство позволяет отделить эффекты, обусловленные рельефом, от эффектов контраста, создаваемых различиями в химическом составе. [c.566] При исследовании непроводящих материалов наносят метал.чи-ческий проводящий слой (например, серебро) на исследуемую поверхность путем напыления в вакууме. При небольших энергиях пучка ( 1 кВ) необходимости в напылении нет. При ускоряющих напряжениях 1—3 кВ можно непосредственно наблюдать такие поверхностные явления как адсорбция и окисление. [c.566] Вернуться к основной статье