Осветительная система сверхвысоковольтного электронного микроскопа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1918993

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (53)N. Кл.

Н Ol 3 37/06 (22) Заявлено 08.07.80 (2I ) 2975968/18-21 с присоединением заявки ре (23) Приоритет

РВулвротекнный комитет

CCCP ав йеяем изобретений и открытий

Опубликовано 07.04.82. Бюллетень ¹13 (53) УДК 621.385. .833 (088.8) Дата опубликования описания 09.04.82

П. А. Стоянов и И. Ф. Ана кин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА СВЕРХВЫСОКОВОЛЬТНОГО

ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА

Изобретение относится к электронноаптическому приборостроению, в частности к конструкциям осветительных систем сверхвысоковольтных электронных микроскопов.

Известна осветительная система сверх-, S высоковольтного электронного микроскопа, которая содержит катод (автоэмиссионный), многокаскадный Ъускоритель электронов и одну магнитную линзу (1).

Недостатком данной осветительной сис10 темы является то, что из-зф малого эффективного размера автоэмиссионногокатода, сложной и обладающей большими. ,габаритами системы откачки электронной

35 пушки до сверхвысокого вакуума, она обладает повышенной чувствительностью к влиянию вибраций, что резко ухудшает ее основные электронно-оптические характеристики.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является осветительная система сверхвысоковольтного электронного минроскона, содержашая катод, плоский управляющий электрод, мно гокаскадный ускоритель электронов и две конденсорные линзы с общим умень шением 100, первая из которых — короткофокусная, а другая — длиннофокусная.

Данная система имеет больший, эффективный размер катода и более простую систему откачки электронной пушки (21.

Однако, вследствие использования в ней гексаборидлантанового катода, для получения необходимых электроннооптических характеристик требуется точная юстировка элементов системы, которая осуществляется путем перемещения катодного узла. Это значительно, :услак-. няет конструкцию осветительной системы и, как следствие, снижает ее виброустой-.. чивость.

Цель изобретения - повышение вибро» устойчивости системы при упрощения юстировки.

Указанная цель достигается тем, что осветительная .система сверхвысоковольт ного микроскопа, содержашая катод, плос

18993

3 9 кий управляющий электрод с центральным отверстием, ускоритель электронов и последовательно установленные по ходу пучки короткофокусную и длиннофокусную конденсорные линзы, содержит дополнительную, короткофокусную конденсорную линзу,. расположенную между ускорителем электронов и первой линзой, а эмитирующая поверхность катода выполнена плоской и расположена параллельно поверхности управляющего электрода, отверстие которого выполнено в форме усеченного конуса, обращенного верши. ной к катоду.

При этом расстояние между като( дом и управляющим электродом равно

0,07-0;1 наименьшего диаметра отверсти этого электрода, а угол при вершине .коО нуса отверстия составляет 120-140 .

Ha фиг. 1 схематически показана система, продольный разрез; на фиг. 2— увеличение изображения катода с управляющим электродом.

Осветительная система сверхвысоковольтного электронного микроскопа содержит катод 1 с плоской эмитирующей

:поверхностью 2, подогреватели 3 катода, управляющий электрод 4., ускоритель 5. .. электронов, две короткофокусные конденсорные линзы 6 и 7 и одну длиннофокусную конденсорную линзу 8. Управляющий электрод 4 имеет отверстие 9 в, форме усеченного конуса, обращенного . вершиной к катоду 1, Осветительная система работает следующим образом.

Катод 1 из гексаборида лантана или материала с редкоземельными присадками подогревается пропусканием электрического тока через подогреватель 3 до 1500-1900 К и эмитирует электроны, которые под действием электрического поля управляющего электрода 4 формируются в электронный пучок. Электронный пучок далее ускоряется ускорителем 5 электронов, формируется короткофокусными конденсорными линзами 6 и

7 и длиннофокусной конденсорной линзой

S и попадает на обьект. Поскольку эмитирующая поверхность 2 катода 1 имеет плоскую форму, То юстировка осветительной системы значительно упрощается, так как катод необходимо лишь установить параллельно поверхности управляющего электрода 4,. что обеспечивается при монтаже осветительной системы.

Такое упрощение юстировки позволяет значительно уменьп1ить габариты катодного узла, исключить из конструкции осветительной системы механизм перемещения катодного узла и тем самым повысить ее виброустойчивость. Управляющий электрод 4 отстоит от катода 1 на расстоянии, равном 0,07-0,1 наименьшего диаметра его конического отверстия 9, а угол при вершине конуса составляет 120-140 . Эти соотношения

tO и введение дополнительной короткофокусной конденсорной линзы 6 позволяют увеличить эффективный размер катода (кроссовера) в предлагаемой конструкции осветительной системы практически в

v$ три раза по сравнению с известной осветительной системой. Вследствие этого, я допустимый уровень вибрации в предлагаемой конструкции осветительной системы при сохранении электронно -оптических

gO параметров, также может быть в три раза выше, кроме того эти соотношения обеспечивают оптимальную напряженность электрического поля на поверхности катода 1 (около 3 кВ/мм), что гарантирует сохранение высоких основных электроннооптических характеристик осветительной системы сверхвысоковолътного электронного микроскопа. Электронная яркость предлагаемой осветительной системы при зо ускоряющих напряжениях порядка 1 МВ превышает 10 А/см стер. При распо7 ложении торцовой поверхности управляющего электрода 4 от эмитирующей поверхности 2 катода 1 на расстоянии, большем 0,07-0, 1 соответствующего диаметра и угле при вершине конуса, меньшем i/0-140., электронная яркость падает, а при расположении торцовой поверхности управляющего электрода 4 от эмитирующей поверхности.2 катода 1 на расстоянии, меньшем 0,07-0,1 диаметра отверстия и угле при вершине конуса, о ,большем 120-140, ухудшается стабильность работы электронной пушки.

Таким образом, предлагаемая кон струкция осветительной системы сверхвысоковольтного электронного микроскопа имеет более высокую виброустойчивость (в три раза большую в сравнении с изSO вестной), упрощенную юстировку и обеспечивает более высокие электроннооптические характеристики электронного микроскопа при работе как в просвечивающем и раствором режимах, так и в режимах дифракционных и микродифрак ционных исследований.

Формула изобретепи я

1. Осветительная система сверхи. соковольтного электронного мик1-о".кона, 5, 9 18993. 6 содержащая катод, плоский управляющий 2. Система по п. 1, о т л и ч а ю электрод с lLBHTpBJlbHblM отверстием, ш а я с я тем, что, расстояние между ускоритель электронов и последователь- катодом и управляюшим электродом равно установленные по ходу пучка коротко- но 0,07-0,1 наименьшего диаметра отфокусную и длиннофокусную кондеисорные S верстия этого электрода, а угол при линзы о т л и ч а ю,ш а я с я тем, вершине конуса отверстия составляет е о что, с целью повышения виброустойчивости 120-140 . при упрощении юстировки, она содержит

Источники информации, дополнительную короткофокусную конденпринятые во внимание при экспертизе сорную линзу, расположенную между уско10

600кЧ "i " Rosh. tioe НеЦл"оп microscope ителем электронов и первой линзой, a i. R,Èeaver, Ап 3gfunhetiom System,Por вмнтнруюшвн поверхность кетопв выпал- with и сопдтпнаупт -ОЬ!таво Lean иена плоской и расположена параллель- . „ОрВ с, чИЬ(MP), й,р9й-й9. но поверхности управляющего электрода, g . j ge6ter A.Y. Greuve geSijn end

ВНИИПИ Заказ 2153/35 Тираж 758 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4