Детектор вторичных электронов для низкого вакуума (LVD)

Детектор LVD входит в комплект сканирующих электронных микроскопов IQSCAN, оснащённых режимом работы в низком вакууме. Детектор позволяет получать изображения во вторичных электронах при повышенном давлении в камере образцов. Такой режим используется для исследования непроводящих образцов в их естественном состоянии.
В обычном высоковакуумном режиме СЭМ непроводящие образцы, например полимеры, керамика, стекло, биологические ткани, минералы и порошки, накапливают заряд под пучком электронов. Изображение «засвечивается», плывёт и искажается. Иногда эту проблему решают напылением проводящего слоя металла или углерода. Но напыление меняет поверхность образца, и в ряде случаев это недопустимо.
При переходе в режим низкого вакуума стандартный детектор вторичных электронов Эверхарта–Торнли отключается в целях безопасности: высокое напряжение на его сцинтилляторе в газовой среде может вызвать пробой.
Его функцию берёт на себя детектор LVD. Газ в камере сам снимает заряд с образца, а вторичные электроны, ионизируя газ, создают свечение газа, которое регистрирует детектор LVD. Образец можно исследовать в исходном виде, без напыления и сложной пробоподготовки. При этом сохраняется рельефный контраст, характерный для изображения во вторичных электронах.

Запросить КП

Принцип работы детектора вторичных электронов для низкого вакуума

Взаимодействие пучка с образцом. Сфокусированный пучок первичных электронов из электронной колонны сканирует поверхность образца. Из образца вылетают вторичные электроны и обратно отражённые электроны.
Ионизация газа. Микроскоп работает в низковакуумном режиме: давление в камере образца относительно высокое, в ней остаётся газ. Вторичные электроны сталкиваются с молекулами этого газа и ионизируют их. При каждом столкновении появляются положительный ион и новый электрон. Новые электроны тоже ионизируют газ, поэтому сигнал лавинообразно усиливается.
Компенсация заряда. Если образец не проводит ток, на его поверхности копится отрицательный заряд от пучка. Положительные ионы из газа притягиваются к поверхности и нейтрализуют этот заряд. Эффект зарядки ослабевает: на снимке меньше засветок, дрейфа и искажений, а непроводящие образцы можно смотреть без напыления.
Формирование светового сигнала. При ионизации и возбуждении молекул газа испускаются фотоны. Электроды смещения, на которые подано напряжение, создают поле и направляют сигнал к детектору.
Регистрация сигнала. Низковакуумный детектор улавливает фотонный сигнал и преобразует его в электрический.
Построение изображения. Сила сигнала в каждой точке сканирования становится яркостью пикселя. Так получается изображение, которое несёт информацию вторичных электронов о рельефе и поверхности образца.