4 Устройство и работа оже-спектрометра в режиме получения оже-спектра
Для формирования электронного пучка (первичные электроны) в основной камере имеются две электронные пушки. Одна встроена в анализатор, другая монтирована на отдельном фланце. Обе пушки одинаковы. Питание осуществляется от блока питания оже-пушки и стабилизатора тока накала оже-пушки.
Перемещение электронного пучка по поверхности исследуемого образца обеспечивается с помощью ручной регулировки напряжения на отклоняющих пластинах пушки с блока питания оже-пушки или от ТВ-позиционера (для случая быстрой визуализации юстировки образца относительно электронного пучка). Яркость электронно-лучевой трубки ТВ-монитора модулируется сигналом поглощенных образцом электронов. Выносной ТВ-модулятор ТВ-позиционера установлен непосредственно на фланце анализатора.
Дифференцирование вторичных электронов по энергиям обеспечивается формированием развертки отклоняющего потенциала на внешнем цилиндре энергетического анализатора от блока развертки. Модуляция отклоняющего потенциала осуществляется на трансформаторе Т напряжением синусоидальной формы, частотой 10,3 кГц, выделенным в преобразователе напряжения из последовательности прямоугольных импульсов, генерируемых формирователем импульсов.
Выносной предварительный усилитель блока регистрации предназначен для согласования высокоомного источника тока (ВЭУ анализатора) с трактом последующего усиления сигнала. Трансформаторная схема входной цепи обеспечивает вместе с конденсатором контура необходимую полосу пропускания, а также развязку между высокопотенциальными сигнальными цепями (питания ВЭУ) и низковольтным входом микросхемы усилителя.
Регистрируемый сигнал усиливается предварительным усилителем, селективным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, и детектируется синхронным детектором, где в качестве опорного сигнала используется фазорегулируемое напряжение синусоидальной формы. Регулировка фазы в пределах 0 ÷ 360º необходима для компенсации набега фазы регистрируемого сигнала в тракте регистрации. Дискретная регулировка фазы опорного сигнала происходит в формирователе импульсов, с последующим преобразованием последовательности импульсов в напряжение синусоидальной формы в преобразователе напряжения. Плавная регулировка осуществляется на плате синхронного детектора. Продетектированный сигнал поступает на вход усилителя постоянного тока, где происходит выделение и усиление огибающей.
Запись спектра производиться графопостроителем зависимостей Н306. Для оперативной расшифровки спектра в блоках регистрации и развертки предусмотрены выходы для сопряжения с ЭВМ.
5 Вакуумная система оже-спектрометра
Вакуумная система оже-спектрометра, представленная на рисунке 5.1, состоит из 2-х камер: камеры предварительного разрежения (используемой для загрузки образца) и рабочей камеры, в которой производиться снятие оже-спектра. Система откачки камеры предварительного разрежения состоит из турбомолекулярного, форвакуумного и магниторазрядного насосов. Для снятия уровня давления в камере предусмотрены манометрические преобразователи, предназначенные для контроля давления в различных диапазонах. Для анализа состава остаточной атмосферы используется газоанализатор. Линейный манипулятор обеспечивает перемещение образца в рабочем объеме. Система предварительной обработки образца включает в себя внешний нагреватель, электронную и ионную пушки.
Система откачки рабочей камеры состоит из магниторазрядного насоса. Давление в камере контролируется магниторазрядным манометрическим преобразователем ВМБ-8. Для визуального наблюдения за состоянием образца предусмотрено смотровое окно. Для анализа остаточной атмосферы в конструкции так же предусмотрен газоанализатор. Для перемещения образца в пространстве рабочего объема предусмотрен манипулятор.
Оже-приставка состоит из электронной пушки, ионного источника и детектора. Она используется для анализа поверхности. Для очистки поверхности в системе предусмотрены два вида пушек: ионная и электронная. Через шлюзовое устройство рабочий объем соединяется с камерой предварительной обработки образца.
Рабочая камера постоянно находится под высоким вакуумом, что обеспечивается магниторазрядным насосом.
Порядок включения вакуумной системы для загрузки образца:
Перекрыть шлюзовой клапан между рабочей камерой и камерой предварительного разрежения (загрузочной камерой).
Перекрываем клапан 1, после чего отключаем МРН 1.
Отключаем манометрические преобразователи камеры предварительной обработки образца (ВИ-14, ВМБ-8, ВИТ-2).
Напустить атмосферу в загрузочную камеру используя натекатель.
Загрузить образец в камеру предварительного разрежения.
Закрыть натекатель и клапан 4, открыть клапан 5 и 2. Включить форвакуумный насос.
С помощью ВИТ-2 оценить текущее значение вакуума в камере предварительного разряжения, обеспечиваемое форвакуумным насосом. При достижении давления в объеме значения 10-3 Торр, обеспечить нагрузку объема на турбомолекулярный насос (т. е. включить его).
Включить высоковакуумный манометрический преобразователь ВИ-14. Откачать объем до 10-5 Торр, значение уровня вакуума снимается при помощи ВИ-14.
По достижению необходимого уровня вакуума (10-5 Торр) перекрыть клапан 2 и отключить турбомолекулярный насос. Перекрыть клапан 5 и отключить форвакуумный насос.
Открыть клапан 4 для выравнивания уровня давления в трубопроводе форвакуумного насоса.
Открыть клапан 1 и запустить магниторазрядный насос. Включить манометрический преобразователь ВМБ-8 для наблюдения уровня вакуума.
При достижении давления в объеме камеры предварительного разряжения значения 10-7 Торр, обеспечить очистку образца от поверхностных загрязнений. Для очистки образца использовать электронную или ионную пушки либо внешний нагреватель, предусмотренный в конструкции системы.
Открыть шлюзовой клапан. При помощи передающего манипулятора переместить образец в рабочую камеру (поместив его в держатель анализатора).
Перекрыть шлюзовой клапан. Приступить к снятию и анализу оже-спектра.
Для загрузки в рабочую камеру нового образца последовательность действий аналогична пунктам 2÷13.