Ионно-эмиссионный микроскопмикроанализатор

 

ОПИСАН= ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

oi>708437

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 131274 (21) 2083343/25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

Н 01 У 39/40

Q 02 8 21/06

В 01 Д 59/44

Q 01 N 27/62 (53) УДК 621. 384 (088.8) Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 0501.80 Б олдетень Ио 1

Дата опубликования описания 050180 (72) Авторы

ИЗОбр&тения В.Т.Черепин и:В.JI.Ольховский

711 За В ЛН Институт металлофизики АН УкРаинской ССР ( и Опытно-конструкторское бюро института металлофизики

AH Украинской ССР (54) ИОННО-ЭМИССИОННЫЙ МИКРОСКОП вЂ” MHKPOAHAJIH3ATOP

Изобретение касается ионной микроскопии и масс-спектрометрии и предназначено для лабораторных исследований металлических сплавов и других твердых материалов путем наблюдения структуры поверхности исследуемого объекта и осуществления локального или послойного химического и изотоп ного анали за. )О

Известна конструкция ионного, микрозонда маСс-анализатора, в котором наблюдение поверхности исследуемого объекта осуществляется путем сканирования первичного пучка ионов (микро- с зонда) с последующей регистрацией сепарированных по массам вторичных ионов, характеризующих распределение химических элементов в поверхности объекта (1), 20

Однако для контролируемого выбора места проведения анализа используется оптический микроскоп, часть оптической системы которого находится непо= средственно у объекта и, поэтому, подвержена запылению веществом исследуемого объекта, Известен ионно-эмиссионный микроскоп, в котором осуществляется сканирование первичного ионного изображения относительно отверстия в диафрагме с последующим масс-спектральным анализом ионов каждого элемента иэображения. Микроскоп содержит аксиально-симметричную электростатическую оптическую систему, систему Отклонения, диафрагму, выделя.ощую элемент иэображения, анализатор масс, детектор ионов, усилитель, регистрирующее устройство и систему развертки (2).

Такая конструкция позволяет проведение химического и изотопного анализа, однако контролируемый выбор места анализа крайне затруднен, так как требуется сложная механическая или иная система, указывающая на образце ось ионно-оптической системы, Цель изобретения — создание воэможности контролируемого выбора места проведения локального химического и изотопного анализа..

Это достигается тем, что в ионноэмиссионном микроскопе-микроанализаторе по оси системы между оптической системой с системой отклонения и анализатором масс установлен ионноэлектронный преобразователь, катод которого выполнен с отверстием, 708437 одновременно являю 1имся входной диафрагмой анализатора.

Предложенное изобретение позволя- ет одновременно наблюдать на Флюоресцирующем экране преобразователя увеличенное изображение поверхности исследуемого объекта и увеличенное изображение отверстия в катоде, при включенной системе развертки выводит на это отверстие интересующий участок структуры для осуществления локального анализа.

На чертеже схематически изображен предложенный ионно-эмиссионный микрос кои-ми к роан али зато р.

Внутри вакуумной камеры по оси расположены аксиально-симметричная электростатическая оптическая система 1 с отклоняющей системой 2, ионно-электронный преобразователь 3, анализатор 4 масс и детектор 5 ионов.

ИОнно-электронный преобразователь 3 20 содержит катод 6,выполненный с отверстием 7, размер которого равен разрешаемому расстоянию на поверхности образца, умноженному на ионно-оптическое увеличение в плоскости катода 75 преобразователя, анод 8, Фокуснрущщий электрод 9 и область 10 однородного магнитного поля для отклонения электронного пучка на флюоресцирующий экран 11. Электростатическая оптическая сис ема 3 формирует в плоскости катода преобразователя 6 увеличенное ионное, изображение, характеризующее структуру поверхности объекта. Выбитые из катода электроны Фокусируются на поверхности флюо35 ресцирующего экрана, образуя увеличенное изображение поверхности объекта и уэеличенное изображение отверстия 7.

Ионно-эмиссионный микроскоп-микро- 4О анализатор работает следующим образом, Перемещая объект устанавливают против отверстия тот структурный элемент, локальный химический состав которого представляет интерес. При включении развертывающего устройства

12 и настройке анализатора 4 масс на определенную массу, сигнал с детекто. — . ра ионов 5, усиленный усилителем 13, подается на регистрирующее устройство

14, синхронизированное с отклоняющей системой 2 посредством раз вертывающего устройства 12. В результате в регистрирующем устройстве (например на экране кинескопа) получается иэображение, характеризующее распределение ионов определенной массы в поверхности объекта.

Наличие перед анализатором .монс ионно-электронного преобразователя, позволяющего наблюдать поверхность объекта и выбирать под контролем место проведения локального химического и изотопного анализа, расширяет круг задач, решаемых прибором, повышая при этом точность проведения локального анализа, и снимает необходимость разработки сложных систем, указывающих на объекте место проведения локального анализа °

Формула изобретения

Ионно-эмиссионный микроскопмикроанализатор, содержащий аксиально-симметричную электростатическую ,оптическую систему с системой отклонения, анализатор масс с расположенной перед ним диафрагмой, детектор ионов, усилитель, регистрирующее устройство и систему развертки отличающийся тем, что, с целью повышения качества контроля выбора места анализа, по оси систем между указанной электростатической оптической системой с системой отклонения и анализатором масс установлен.ионно-электронный преобразователь, катод которого выполнен с отверстием, одновременно являющимся входной диафрагмой анализатора масс, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Боровский И.Б. и др, Локальные методы анализа материалов. 1973, с.272-278 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 184366, кл. Н 01 J 37/28, 1964.

708437

Я и

Е

Составитель Б. Лукьянов

Редактор A.Мчелькин Техред M.êåëåìåø Корректор Г. Наэарова.

Закаэ 8508/49 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4