Конструкція та принцип роботи рем

Питання семінару

1. Розвиток растрової електронної мікроскопії.

2. Будова РЕМ.

3. Одержання зображення.

4. Збільшення.

5. Глибина фокуса.

6. Створення зображення.

7. Детекторна система сцинтилятор-фотоперемножувач.

8. Твердотільні детектори.

9. Зразок як детектор.

10. Спектрометр з дисперсією по довжинам хвиль.

11. Рентгенівський спектрометр з дисперсією по енергіям.

12. Поняття про контраст. Порогове рівняння та рівняння яскравості.

13. Якість зображення.

14. Зворотній контраст. Диференційне підсилення.

15. Диференціювання сигналу. Змішування сигналів. Y-модуляція.

Практична робота 5

Побудова зображення у пем

Питання семінару

1. Створення ПЕМ.

2. Поняття про ідеальне або гаусівське зображення.

3. Створення зображення тонкою лінзою. Збільшення.

4. Створення зображення лінзою точок, які лежать на різних відстанях від оптичної осі.

5. Створення зображення колоною ПЕМ.

6. Суть принципу Аббе.

7. Формування зображення періодичної решітки об’єктивною лінзою.

Задачі

№№ 1-7 на стор. 139 навчального посібника [1].

1. Побудувати зображення у тонкій симетричній лінзі для якої відстань до площини об’єкта (L_o) та фокальна відстань (f) співвідносяться наступним чином: L_o=2,5f, L_o=2f; L_o=1,7f; L_o = 1,3f. Використавши отриманий результат зобразити графік залежності збільшення лінзи від різниціL_o-f. Зробитм відповідний висновок.

2. Побудувати зображення у несиметричній лінзі 2f₁ = f₂ для наступних випадків: L_o=2f, L_o=1,5f, L_o=1,2f, L_o=1,12f. Зобразити графік залежності збільшення лінзи від різниці L_o-f. Зробитм відповідний висновок.

4. На основі формули тонкої лінзи отримати співвідношення М=f/(L_o-f) використовуючи яке побудувати графік залежності збільшення від величини різниці L_o-f. Вважати, щоf=3 мм, а значенняL_o-fзмінюється від 0 до 0,2 мм (вибрати крок 0,01 мм).

5. На основі формули тонкої лінзи отримати співвідношення M=(L₃-f)/f, за допомогою якого побудувати графік залежності збільшення від фокусної відстані. Прийняти, щоL₃=100 мм, а величинаf змінюється від 0,5 до 10 мм (вибрати крок 0,5 мм).

6. Побудувати зображення у оптичній системі із двох тонких симетричних лінзах І та ІІ з фокальними відстанями f_I = f_II = f, аL_oI= L_oII=1,5f.

7. Побудувати зображення у оптичній системі із двох тонких лінзах, перша з яких є несиметричною (1,5 f_I1=f_I2;L_oI=1,1f₁), а друга симетрична (L_oII=1,3f_II).

Практична робота 6

Якість зображення у пем

Питання семінару

1. Поняття про аберації.

2. Сферична аберація.

3. Хроматична аберація.

4. Кома.

5. Астигматизм та викривлення поля зору.

6. Дисторсія.

7. Обмеження, що накладає зразок.

8. Дрейф зображення та механічні вібрації.

9. Вплив магнітного поля.

10. Нестабільність високої напруги та струмів живлення лінз.

11. «Заростання» об’єкта та колони.

Задачі

№№ 7-12 на стор. 140-141 навчального посібника [1].

7 Оцінити мінімальне значення зміни прискорюючої напруги, при якому радіус кружка розсіювання хроматичної аберації у 100 разів менше зображення кристалів (з середнім розміром L) тонкоплівкового полікристалічного зразка. Відомо, що стала хромаматачноі аберації об’єктивної лінзи складає 3 мм, а проективна і проміжна лінзи працюють без аберацій при:

1.1 L = 200 нм; β₀ = 5·10^-3 рад; U = 100 кВ;

1.2 L = 50 нм; β₀ = 3·10^-3 рад; U = 120 кВ;

1.3 L = 90 нм; β₀ = 8·10^-3 рад; U = 75 кВ.

8. Знайти мінімальний розмір кружка розсіювання сферичної аберації на екрані мікроскопа з електромагнітними лінзами, який забезпечує збільшення 6·10⁵ крат. Якщо відомо, що β₀=5·10^-3 рад, фокусна відстань об’єктива 3 мм. Вважати, що решта лінз працюють без аберацій.

9. Знайти розмір кружка розсіювання сферичної аберації на екрані мікроскопу з електростатичними лінзами, який забезпечує збільшення 4·10⁴ крат. Якщо відомо, що β₀=9·10^-3 рад фокусна відстань об’єктива 7 мм. Вважати, що проективна лінза працює без аберацій.

10. Оцінити у скільки разів відрізняється радіус кружка розсіювання для сферичної та хроматичної аберації об’єктивної лінзи, якщо розмір апертурної діафрагми складає 30 мкм, фокусна відстань об’єктивної лінзи 3 мм, ∆U/U = 3·10^-5

11. Побудувати графік залежності радіуса кружка розсіювання сферичної аберації від діаметру апертурної діафрагми (20; 40; 60; 80 мкм) при збільшенні лінзи 250 крат (f = 3,5 мм), якщо стала сферичної аберації електромагнітної лінзи мінімальна.

12. Побудувати графік залежності r_хр/r_сф від діаметру апертурної діафрагми (20; 40; 60; 80 мкм), якщо ∆Е/Е = 3·10^-5 і f = 4 мм.

Практична робота 7