5.2.1.Основные технические характеристики микроскопа "supra 60vp"

Пространственное разрешение

(в режиме контролируемой атмосферы), нм:

при напряжении 15 кВ................................ 1

» » 1 кВ................................. 1,7

» » 0,1 кВ.............................. 4

» » 30 кВ............................... 2

Увеличение, крат................................................ 12...900 ООО

Операционный столик, число степеней свободы......... 6

Система обработки изображения:

число мод................................................7

разрешение, пиксели................................. 3072x2304

подавление шума......................................Предусмотрено

Система управления............................................Специальный пакет

Smart SEM под Windos ХР

Существуют и "комбайны", объединяющие функции хорошего просвечи­вающего микроскопа с некоторыми опциями растрового (так называемого мода STEM). В частности, упоминавшийся выше микроскоп "LIBRA 200FE" (см. рис. 3.9) позволяет реализовать моду STEM.

Интересный недорогой прибор ТМ-1000 предлагает японская фирма Hitachi. Это простой настольный растровый микроскоп с увеличением 20... 10 000^х (при использовании цифрового зума - до 40 000"). Он позиционируется как альтернатива оптическим микроскопам, но отличается на порядок более вы­соким разрешением. Кроме того, он обладает гораздо большей глубиной резко­сти, чем обычный микроскоп, и способен различать участки, представленные атомами с разными номерами, т.е. позволяет проводить фазовый анализ.

Высокоскоростная микроскопия. Помимо статических изображений электронная микроскопия может исследовать и быстропротекающие явления в режиме однократной вспышки или стробирования (при наличии в процессе вы­сокой степени периодичности). Формируя модулятором короткие волновые па­кеты электронов и варьируя время задержки, можно последовательно получать снимки объекта через малые доли секунды (до 10"⁸.. ДО"⁹ с, а в рекордных случа­ях-и до 10"¹²с).

В частности, в одном из вариантов такой высокоскоростной микроскопии вместо обычного термоэмиссионного использовали специальный фотоэмисси­онный катод. Он представлял собой пленку золота толщиной 20 нм, нанесенную на кварцевую подложку и освещаемую периодически (с частотой до 80 МГц) короткими лазерными вспышками длительностью 0,2 пс. Это позволило прово­дить спектроскопические исследования катодолюминесценции с пространст­венным разрешением 50 нм и временным 10 пс.

ГОЛОВИН 113-117

5.3. Сканирующая зондовая микроскопия

Задача любой микроскопии - дать наблюдателю увеличенное изображение мелких объектов с необходимым числом деталей (разрешением), используя раз­личия тех или иных физических характеристик этих деталей. Так, оптические микроскопы используют световой пучок и отличия в коэффициентах поглоще­ния, отражения или преломления между отдельными областями объекта. Их разрешающая способность ограничивается дифракционным пределом 8 * 0,5Х In, где % - длина волны света; п - коэффициент преломления прозрач­ной среды, в которой находится образец (обычно п = 1.. .1,5).

В результате в видимой части спектра электромагнитных волн можно полу­чить разрешение не лучше ~ 0,2 мкм.

В борьбе за большее разрешение в 30-е годы прошлого века были построе­ны первые электронные микроскопы, в которых вместо световых лучей исполь­зовали пучки электронов с типичным значением энергии 100...300 кэВ (в осо­бых случаях - до 5 МэВ). Эквивалентная длина волны де Бройля составляет при этом « 1 А, что позволяет легко достигать разрешения ~ 1 нм и путем сложных ухищрений доводить его до ~ 0,1 нм (т.е. близкого к атомарному).

Электронные микроскопы с атомным разрешением (HRTEM) - дорого­стоящие уникальные приборы, доступные лишь небольшому числу лабораторий в мире. Они нуждаются в высоком вакууме, высокоточных электронных линзах, сложной электронике и специальной компьютерной обработке изображения, тщательной защите от колебаний, вибраций и шумов в здании, трудоемкой под­готовке образцов и т.д.

Кроме того, в высоковольтных электронных микроскопах объект может по­вреждаться электронами высокой энергии. Поэтому наряду с непрерывной ра­ботой по их совершенствованию параллельно возникали различные независи­мые идеи и подходы к достижению атомного разрешения.