23. Катодолюмінісценція.
Коли бомбардувати електронним пучком напівпровідники та деякі діелектрики, виникає довгохвильове світлове випромінювання в ультрафіолетовій та видимій ділянках спектра. Це явище відоме як катодолюмінесценція. Воно може бути пояснене за допомогою зонної структури твердого тіла. Коли високоенергетичний електрон пучка непружно розсіюється у діелектрику або напівпровіднику, електрони із валентної зони можуть переходити у зону провідності, внаслідок чого утворюються електрон-діркові пари. Якщо на зразок не подана напруга, що розділяє електрон-діркові пари, то електрон і дірка можуть рекомбінувати. Залишок енергії, що дорівнює ширині забороненої зони, звільняється у вигляді кванта. Оскільки ширина забороненої зони точно визначена для даного типу матеріалу, то випромінювання має різкий максимум при відповідних енергіях і може бути характеристикою складу мішені.
24. Оже-електрони.
Ефект вилучення електронів із внутрішніх оболонок отримав назву оже-ефекту.
Рисунок 1.23 – Схема утворення оже-електрона: 1 - електрон пучка, 2, 3, 4 - електрони внутрішніх оболонок атома
Енергія оже-електрона, як і енергія характеристичного рентгенівського випромінювання, залежить від конкретного сорту атома. Описане явище використовується для елементного аналізу твердого тіла у приладах, які називаються електронними оже-спектрометрами
Оже-сигнал є дуже чутливим до забруднення на поверхні зразка, тому оже-аналіз потрібно проводити у вакуумі порядку 10- 7Па, який створюється за допомогою безмасляної системи відкачки.
25. Блок схема рем
Рисунок 2.2 – Блок-схема растрового мікроскопа
Скл. з електронно-оптичної системи (1), камери об’єкта (2), детекторної системи (3), блока побудови зображення (4), вакуумної системи (5), високовольтного генератора (6), високостабільних блоків живлення лінз (7) та системи керування роботою приладу (8), які конструктивно розміщуються на основі (9).
26. Електронно-оптична та детекторна система
Електронно-оптична система являє собою колону РЕМ, яка дає можливість сформувати пучок електронів, що характеризується такими параметрами:
струм пучка i3 (10-12 - 10-16 А);
діаметр пучка d (5 нм - 1 мкм);
розходження, або апертура, пучка β0 (10-4 - 10-2 рад).
Рисунок 2.3 – Схема комбінованого приладу РЕММА: 1 - катод; 2 - фокусуючий електрод; 3 - анод; 4 - перша конденсорна лінза; 5 - друга конденсорна лінза; 6 - об'єктивна лінза; 7 - котушка подвійного відхилення; 8 - діафрагма для обмеження розміру пучка; 9 - твердотільний детектор для реєстрації відбитих електронів; 10 - зразок; 11 - детектор Еверхарта-Торнлі для реєстрації відбитих і вторинних електронів; 12 - детектор рентгенівського випромінювання; 13 - детектор катодолюмі-несценції; 14 - потенціометр для реєстрації струму електронів пучка, що поглинаються зразком; 15 - відеопідсилювач; 16 - електронно-променева трубка; 17 - генератор розгорток для керування збільшенням; 18 - до котушки подвійного відхилення.
27. Побудова зображення
Сканування упродовж рядка. Пучок рухається по одній лінії. Створюється однозначна відповідність між послідовністю точок у просторі об’єкта й у просторі зображення (екран трубки). Положення по горизонталі відповідає відстані упродовж лінії на зразку, а відхилення по вертикалі відповідає інтенсивності сигналу. Вик. коли потрібно знати профіль сигналу, наприклад, перед проведенням досліджень топології поверхні з метою отримання зображення.
Рисунок 2.6 – Принцип відображення інформації при скануванні упродовж рядка: 1, 2 - області сканування по зразку і по екрану ЕПТ; 3 - положення пучка на зразку; 4 - рівень максимального сигналу; 5 - положення пучка при скануванні впродовж лінії з модуляцією по осі y; 6 - положення пучка без модуляції по осі y; 7 - рівень нульового сигналу
Сканування по площині. Пучок сканує по зразку за двовимірним растром (x,y). Аналогічно відбувається сканування променя електронів по екрану ЕПТ.
Рисунок 2.7 – Принцип відображення інформації при скануванні по площині: 1, 2 - області сканування по зразку та по екрану ЕПТ
Встановлюється однозначна відповідність між положенням пучка на зразку та точками на екрані трубки. У РЕМ, завдяки операції відображення внаслідок синхронності розгорток, встановлюється геометричний зв’язок між будь-яким довільно обраним набором точок, наприклад, трикутник або квадрат на зразку зображено трикутником або квадратом на екрані ЕПТ.