Материал: Диагностика наноматериалов и наноструктур. Акулинин С.А., Проскурина И.С

Рис. 2.16. а) Общий вид сверхвысоковакуумной системы

Omicron Multirpobe STM

ВЭУ работают в импульсном электронносчетном режиме. Каждый электрон, попадающий на вход ВЭУ, порождает отдельный электрический импульс в цепи регистрации. С целью гальванической развязки высоковольтных цепей регистрации и низковольтных цепей компьютерного интерфейса, используются оптоволоконная связь (рис. 2.15б, поз.30) между блоком обработки импульсов ВЭУ (рис. 2.16а, 2.16б, поз.2) и блоком приема и обработки информации (рис. 2.16б, поз.29), связанным с компьютером управления (рис. 2.16б, поз.28), стандартным интерфейсом RS-232.

51

1

1

Рис. 2.16. б) Функциональная схема сверхвысоковаку-

умной системы Omicron Multirpobe STM

52

Рис. 2.16. в) Схема взаимного расположения элементов Оже-спектрометра в составе сверхвысоковакуумной системы

Omicron Multirpobe STM

В камере имеется магнитный транспортер для перемещения образцов из шлюзовой камеры в аналитическую и манипулятор (держатель образца), который обеспечивает трехмерное позиционирование образца относительно точек фокуса электронной пушки, ионной пушки и входной линзы полусферического энергоанализатора (рис. 2.16в, поз.7). В головке манипулятора, в которой помещается стандартный подложкодержатель, имеется электрический нагреватель косвенного

53

нагрева для отжига образцов в вакууме (до 770 С), а также контакты для нагрева образца прямым пропусканием тока.

Образцы крепятся на специальный подложкодержатель стандартной формы и размеров (рис. 2.17), который в свою очередь загружается в камеру. Крепление может осуществляться с помощью специальной проводящей эпоксидной смолы, совместимой со сверхвысоким вакуумом, а также с помощью зажимов из материала, который совместим с вакуумом: нержавеющая сталь, медь, титан, молибден, тантал, вольфрам.

Для точного позиционирования образца относительно электронного и ионного пучков и оптической оси и точки фокуса анализатора может быть применен люминофор, который в виде суспензии порошка ZnS в изопропиловом спирте особой чистоты (его можно совмещать с вакуумом) наносится

Образец

Дорожка из люминофора

Рис. 2.17. Крепление образца на стандартном подложкодержателе

в виде дорожки вокруг образца (рис. 2.17). Наблюдая свечение люминофора в точке падения на него электронного пучка через специальное окно в верхней части анализатора, расположенное на оптической оси коллиматора (рис. 2.16,

54

поз.6), с помощью ручек отклонения луча x, y совмещают пятно с оптической осью. Наблюдая интенсивность линии Zn в Оже-спектре, совмещают плоскость образца с фокальной плоскостью входной линзы коллиматора, корректируя при этом положение точки падения электронного луча. Интенсивность сигнала измеряется с помощью вольтметра В7 – 40/4, подключенного к аналоговому выходу блока сбора и обработки информации. Затем образец при помощи манипулятора устанавливается так, чтобы электронный пучок был направлен в выбранную точку на его поверхности, при этом нужно учесть разницу высот поверхностей люминофора и образца. Окончательную настройку положения и фокуса электронного луча производят по максимуму сигнала какой-либо линии в Ожеспектре. С помощью люминофора также контролируют положение и однородность ионного пучка.

2.6. Растровая Оже-электронная спектроскопия

Оже-электронная спектроскопия дает нам информацию об элементном составе участка поверхности тела, размеры которого в первом приближении определяются размерами самого электронного зонда (пучка первичных электронов). Перемещая электронный зонд по поверхности, можно получить данные о распределении элементов на ней в разных точках. В Оже-спектрометрах первого поколения диаметр электронного пучка составлял десятые (в лучшем случае сотые) доли миллиметра. Поэтому и пространственное разрешение было того же порядка.

В настоящее время выпускаются так называемые сканирующие оже-спектрометры, в которых два прибора объединены вместе. Основой такого комплекса является сканирующий (растровый) электронный микроскоп (РЭМ), в котором электронный пучок очень малого диаметра (несколько нанометров) передвигается в двух перпендикулярных направлениях, засвечивая определенный участок поверхности (точно так же, как в обычной телевизионной трубке). Величина возни-

55