Иммерсионный магнитный объектив эмиссионного электронного микроскопа

 

Иммерсионный магнитный объектив предназначен для формирования качественной эмиссионной картины с большим электрооптическим увеличением при изучении топологии поверхности термокатодов . Сущность изобретения: объектив содержит закрепленный на фланце 1 корпус 2 из магнитопроводящего материала, снабженный соосными между собой верхним 3 и нижним 4 полюсными наконечниками, между которыми в зазоре расположен объектодержатель 5. Верхний полюсный наконечнмк электрически изолирован от корпуса и состоит из двух частей, соединенных между собой кольцом из немагнитного материала, с зазором между этими частями S и на расстоянии I от полюсного наконечника В зазоре S возникает дополнительная магнитная линза, способствующая получению увеличенного электронно-оптического изображения объекта исследования. Нижний полюсный наконечник выполнен с возможностью осевого перемещения 1 зпф-лы, 2 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (О) 4948498/21 (22) 25.06.91 (46) 30.10.93 Бюл. ¹ 39-40 (71) Государственное научно-производственное предприятие "Исток" (72) Исаев АА; Гурков Ю.В.; Пожидаев В.Н. (73) Государственное научно-производственное предприятие "Исток" (54) ИММЕРСИОННЫЙ МАГНИТНЫЙ

ОЫКтИВ ЭМИССИОННОЮ ЗЛИТРОННОГО

МИКРОСКОПА (57) Иммерсионный магнитный объектив предназначен для формирования качественной эмиссионной картины с большим электрооптическим увеличением при изучении топологии поверхности термокатодов. Сущность изобретения: объектив со(в) RU (») 2002329 С1 (51) 5 Н0133 20 держит закрепленный на фпанце 1 корпус 2 из магнитопроводящего материала, снабженный соocHblMM между собой верхним 3 и нижним 4 полюсными наконечниками, между которыми в зазоре расположен объектодержатель 5. Верхний полюсный наконечнмк электрически изолирован 0Т коопуса и состоит из двух частей. соединенных между собой кольцом из немагнитного материала, с зазором между этими частями S и на расстоянии I от полюсного наконечника. В зазоре S возникает дополнительная магнитная линза, способствующая получению увеличенного электронно-оптического изображения объекта исследования. Нижний полюсный наконечник выполнен с возможностью осе. вого перемещения. 1 зп.ф-лы, 2 ил.

2002329

Изобретение относится к электронным линзам, а точнее к иммерсионным магнитным обьектам, и может быть использовано при формировании эмиссионного изображения исследуемого объекта на люминесцентном экране в эмиссионном электронном микроскопе.

Известна конструкция магнитного объектива, содержащего фокусирующую элект- 10 ромагнитную катушку с магнитопроводом, оканчивающимся верхним и нижним соосными полюсными наконечниками с немагнитным зазором между ними, Обьект исследования в данном обьективе размещается вне немагнитного зазора под нижним пол юсн ым н аконечни ко14.

Недостатком данного обьектива является то. что он не обеспечивает высокого элекl poHHo-оптического увеличения, необход1пиаго для наблюдения обьектов с малыми p<5ýèe ñ1rèè областей эмиттирую щей поверхности. Повысить электронно-опуасличение 8 микроскопе с raK f4 25 обьектиьом можно лишь путем установки на оптической оси дополнительных линз, Однако кс» струкция эмиссионного микроскопа при эгом существенно усложняется и резко уменьшается поле зрения на исследуемом объекте.

Извесгна также конструкция иммерсионного объектива с магнитным полем на катоде. Объектив помимо магнитопровода включает лишь катод и анод, являющийся 35 одновременно одним из пол1осных наконечHf f KoB ма гнитной линзы, Катод (объект исследования) в данном обьективе размещен на другом полюсном наконечнике. В отличие от рассмотренной выше конструкции 40 объектива в данном объективе объект norseщен непосредственно в поле, Недостатком дан Horo объектива является m. что оН не поэооляет вести исследование npOfQженны:({десятки миллиметров) в лг осевом направлении объектов с большим электронно-оптическим увеличением.

Ha»donee близким к изобретению по технической сущности (прототипом) является иммерсионный магнигный абьектив для эмиссионно о электронного микроскопа, содсржащий герметичный корпус из магнитопроводящего материала с верхним и нижним полюсн ыми наконечниками, обьектодержатель. катушку возбуждения.

Недостатком обьектива является то, что

ef o магнитопровод помимо разрыва Hà QAтической оси, необходимого для размещения обьекта исследования, содержит вне оптической оси второй разрывдля размещения в нем высоковольтного изолятора для крепления верхнего полюсного наконечника, являющегося одновременно анодом.

Это приводит к большой потере напряженности магнитного поля в зазоре размещения объекта, что не позволяет четко сфокусировать эмиссионное изображение.

Кроме того, объектив не обеспечивает большого электронно-оптического увеличения, необходимого для наблюдения эмиссионных обьектов с малыми размерами эмиссионных зон.

Целью изобретения является повышение электронно-оптического увеличения при сохранении оптической базы микроскопа и качестве изображения.

Цель достигается тем, что верхний полюсный наконечник выполнен из двух частей с продольными каналами одинакового сечения вдоль оптической оси и разрывом между его частями в виде щели в плоскости, перпендикулярной оптической оси, шириной S, причем верхняя граница щели расположена на расстоянии от обращенного к обьекту торца полюсного наконечника, при этом две части верхнего полюсного наконечника соединены между собой кольцом из магнитоизолирующего материала, а величины S, l выбраны из соотношений

S = (0,1„,0,12) d (мм);! = (1,9...2,1) d (мм), где d — расстояние между полюсными наконечниками.

Нижний полюсный наконечник в обьективе выполнен с возможностью осевого перемещения.

Сущность изобретения заключается в следующем, Положительный эффект, заключающийся в повышении электронно-оптического увеличения без изменения электронно-оптической фазы (расстояния от объекта исследования до экрана) эмиссионного микроскопа, достигается за счет введения на оптической оси дополнительной магнитной линзы, Первая электромагнитная линза в объективе создается в немагнитном зазоре d, между полюсными наконечниками, необходимом для размещения исследуемого объекта, является иммерсионной и служит для формирования первичного сфокусированного эмиссионного изображения обьекта, Вторая дополнительная линза возникает в результате создания в верхнем полюсном наконечнике обьектива другого немагнитного зазора S

2002329 (катоды) вводятся в немагнитный зазор d c помощью манипулятора, Опробование объектива осуществлялось в эмиссионном электронном микроскопе при ускоряющем напряжении 20 кВ, 5

Проверка показала его работоспособность и возмо>кность получения количественна увеличенного изображения. При оптической базе микроскопа L = 350 мм электронно-оптическое увеличение с обычным магнитным объектом составляло 50 Х, Введение в обьектив дополнительного немагнитного разрыва S и соответственно второй магнитной линзы позволило довести увеличение до 300 Х, ! ехнико-экономическая эффективность от использованля изобретения достигается за счет вазможности вести наблюдение эмиттирующей поверхности катодов с большим увеличением, что позволяет получать более достоверные результаты, в осабенно25

s, верхняя граница щели расположена на расстоянии от обращенного к обьекту торца полюсного наконечника, при этом две части верхнего полюсного наконечни30 ка соединены между собой кольцом из магнитоизолирующего материала, а величины в и выбраны из соотношений в = (О,

-0,12)d,! =(1,9-2 1)сМ, где d — расстояние между полюсными нако35 нечниками, мм.

2. Объектив по п.1. отличающийся тем, что, с целью повышения качества изображения путем его подфакусировки, нижний

flofIIocIILIA наконечник выполнен с возможностью с севого перемещения.

Формула лзабретения

1. ИММЕРСИОННЫЙ МАГНИ Г!-!ЫЙ

ОБЬЕКТИВ ЭМИССИОННОГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОГ!А, содержащий

Kopflf ñ о ве!эхним и нижним палюсными наконечниками из магнитоправодящего материала с продольным каналом по оптической оси системы, в зазоре между которыми размещен обьектодержатель с обьектом, атличающлйся тем, что, с целью повышения электронно-оптического увеличения при сохранении оптической базы микроскопа. верхний палюсный наконечник выполнен из двух частей с разрывам между ними в виде щели г> плоскости, перпендикулярной оптлческой оси, шириной сти при наблюдении объектов, име ощих малые (до десятков микрон} эмиттирующие области. Большего электронно-оптического увеличения можно было бы достичь за счет роста габаритов камеры микроскопа. Это затрудняет достижение в ней более высокого вакуума и требует большого времени его достижения, что важно при исследовании катодов. Поэтому достижение большего электронно-оптического увеличения при неизменнйх габаритах камеры э1сономически целесообразна, (55) Авторское свидетельство СССР

К 1045309, кл, Н 01 J 37/04, 1978.

Розенфельд A.M, Диссертация НИИМРТП, М„1953. Спивак Г.В. и др. Известия

АН СССР, сер. физ. N 30, 5, 769 (1966).

/авторское свидетельство СССР

N 241560, кл. Н 01 J 37/10, 1968.

2002329

Составитель B.Ôåäoðoà

Редактор Т.Лошкарева Техред M,Mîðãåíòàë

Корректор M.Ïåòðîâà

Подписное

Заказ 3175

Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-.35. Раушская нао., 4/ь

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101