Министерство Науки и Образования Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

«Спектральный анализ вещества»:

Фокусировка на поверхность

Факультет: РЭФ

Группа: РЭ3-41

Студент: Андреева А.А., Белоновский А.В., Жгулёва Е.А., Осипов А.Б.,

Пырков П.Е.

Преподаватель: Василевский А. И.

Новосибирск 2008

Принцип работы Оже-спектрометра в режиме ЭМ

Настройка резкости заключается в размещении образца в фокальной плоскости пушки. Схема подключения блоков к электронной пушке представлена на рисунке 1.

При настройке резкости установка находится в режиме электронного микроскопа. По закону Кирхгофа векторная сумма токов в узле равна нулю. То есть ток пушки равен сумме поглощенного тока и тока упруго отраженных электронов и эмиссии вторичных. При настройке резкости используют ток поглощенных электронов. Этот ток напрямую зависит от тока вторичных и упруго отраженных электронов, которые в свою очередь зависят от характеристики поверхности в конкретной точке.

Для получения картины некоторого участка поверхности используются строчная и кадровая развертки. Пилообразное напряжение генератора ТV-позиционера подается на отклоняющую систему пушки, а также на отклоняющую систему TV-монитора (необходимо для синхронизации).

При установке образца в фокальной плоскости пушки на мониторах должна наблюдаться четкая картина поверхности. Позиционирование осуществляется с помощью манипулятора, закрепленного на прецизионной системе перемещения.

Сигнал, снимаемый с образца, после усиления подается на модуляционный вход TV-монитора.

Описание блоков, необходимых для настройки резкости

На рисунке 2 представлена блок-схема соединений.

Блок питания пушки Оже необходим для подачи постоянного напряжения на первый и второй аноды пушки, а также на отклоняющие пластины.

Стабилизатор тока накала пушки Оже нужен для подачи напряжения накала на катод и на модулятор.

Т В позиционер требуется для подачи пилообразного напряжения на отклоняющие пластины и ТВ монитор. Осуществляет синхронизацию между отклоняющей системой ТВ монитора и отклоняющей системой пушки Оже. В режиме электронного микроскопа он необходим для визуализации поверхности. На модулятор ТВ монитора подается сигнал с усилителя постоянного тока, снимаемого с образца. На отклоняющих пластинах получаем сигнал, который имеет постоянную и переменную составляющую. Переменная составляющая осуществляет развертку, а постоянная позволяет выбрать область сканирования поверхности. Масштабирование осуществляется установкой амплитуды пилообразного напряжения на отклоняющих пластинах.

Порядок подготовки к выполнению лабораторной работы

1. Установите выключатели «Сеть» приборных стоек в положение «Выкл.»

2. Установите ручки регулировки «А1», «А2», «А3», «Ер» блока питания пушки Оже в крайнее левое положение

3. Нажмите кнопку «Регулировка» блока питания пушки Оже

4. Установите ручку регулировки «Тока накала» стабилизатора тока накала пушки Оже в крайнее левое положение

5. Установите ручку регулировки «Модулятор» стабилизатора тока накала пушки Оже в крайнее правое положение

6. Установите ручку регулировки «Яркость» ТВ-монитора в крайнее левое положение

7. Установите ручку регулировки «Масштаб» ТВ-позиционера в крайнее левое положение

8. Нажмите кнопку «Развертка выкл.» ТВ-позиционера

9. Подключите кабеля питания приборных стоек к сети 380-220 В, 50 Гц

Порядок работы тв-монитора

1. Поставьте тумблер на видеоусилителе предварительном ТВ-монитора в требуемое положение

2. Поставьте переключатель НЕГАТИВ-ПОЗИТИВ в требуемое положение

3. Нажмите кнопку ВКЛ. На передней панели должна загореться СЕТЬ

4. Дайте прибору прогреться в течение 30 мин

5. Нажмите кнопку РАЗВЕРТКА ВКЛ. Убедитесь в наличии изображения на экране ТВ-монитора

6. Установите ручками РАЗМЕР XY требуемый размер изображения исследуемого образца

7. Установите ручкой МАСШТАБ требуемый масштаб изображения исследуемого образца

8. Ручками СМЕЩЕНИЕ X, Y ГРУБО-ПЛАВНО выберите требуемый участок образца для исследования

9. Переменными резисторами ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ИСКАЖЕНИЯ и АСТЕГМАТИЗМ добейтесь (при необходимости) наилучшей фокусировки изображения

10. Для снятия ОЖЕ-спектра в точке нажмите кнопку РАЗВЕРТКА ВКЛ

11. Нажмите кнопку СЕТЬ ВЫКЛ после окончания работы с прибором

Порядок выполнения работы на установке в режиме эос

1. Включите приборные стойки

2. Нажмите кнопку «Сеть ВКЛ» стабилизатора тока накала пушки Оже. Должна загореться лампочка «Сеть» блока

3. Установите по прибору «Ток эмиссии» стабилизатора накала пушки Оже ток эмиссии электронной пушки 2-8 мА, плавно вращая ручку регулировки «Ток накала» блока

4. Нажмите кнопки «Сеть ВКЛ» и не ранее чем через 50 с «Высокое ВКЛ» блока питания пушки Оже. Должны загореться лампочки соответственно «Сеть» и «Высокое» блока

5. Нажмите кнопку «Калибровка» блока питания пушки Оже. Показание индикатора Ер будет около 10 мкА, что соответствует значению Ер равным 1 кВ

6. Нажмите правую кнопку «Сеть ВКЛ» ТВ-монитора, должна загореться лампочка «Сеть» блока

7. Нажмите кнопку «Развертка ВКЛ» ТВ-позиционера

8. Установите ручку регулировки «Масштаб» ТВ-позиционера в крайнее правое положение

9. Установите правой ручкой регулировки «Яркость» ТВ-монитора необходимую яркость электронно-лучевой трубки блока

10. Установите по качеству изображения образца на экране трубке ТВ-монитора необходимый рабочий режим электронной пушки, изменяя напряжения на электродах пушки с помощью ручек регулировки «А1», «А2» блока питания пушки Оже и «Модулятора» стабилизатора тока накала пушки Оже

11. Установите электронный пучок в выбранной точке на поверхности образца, увеличивая ручкой «Масштаб» ТВ-позиционера изображения образца до максимума и нажав кнопку «Развертка ВЫКЛ» блока. Точка попадания электронного пучка определяется изображением в центре экрана трубки. При выборе рабочей точки необходимо помнить, что рабочая точка должна находиться на оси анализатора

12. Нажмите кнопку «Сеть ВКЛ» и не менее чем через 50 с «Высокое ВКЛ» блока питания анализатора. Должны загореться лампочки соответственно «Сеть» и «Высокое»

13. Нажмите кнопку «Сеть ВКЛ» блока развертки. Должна загореться лампочка «Сеть» блока

14. Установите тумблер «Окно» на задней панели блока развертки в положение «ВКЛ»

15. Установите переключатель «Режим» на задней панели блока развертки в положение « V »

16. Произведите программирование одного окна блока развертки так, чтобы начало окна соответствовало показанию цифрового индикатора 970 ± 1, а конец ‑ 1030± 1.

Для этого необходимо выполнить следующее:

• поставить переключатель «>», «<» в положение >;

• нажмите кнопку «Установка»;

• переключателем «Уровень» набрать начальное показание цифрового индикатора меньше начального значение окна;

• выключить кнопку «Установка»;

• установить переключателем «Развертка В/С» скорость развертки 0,5 В/С или 1 В/С;

• нажать кнопку «Установка окон»;

• нажать кнопку «Пуск»;

• при совпадении текущего значения развертки с началом окна нажать кнопку «Окно»;

• отпустить кнопку «Окно» при достижении значения развертки, соответствующего концу окна;

• нажать кнопку «Стоп»;

• выключить кнопку «Установка окон»

17. Нажмите кнопку «Сброс» блока развертки

18. Нажмите кнопку «Установка» блока развертки

19. Нажмите кнопку «Работа» блока развертки. Должна загореться лампочка «Работа» блока

20. Установите переключатель «Уровень» блока развертки на начальный уровень показания цифрового индикатора, равный или немного меньше уровня, соответствующего началу окна

21. Установите режим формирования пилообразного напряжения блока развертки, нажав кнопки «Сканирование», «>», «<» блока

22. Нажмите кнопку «Сеть ВКЛ» блока регистрации. Должна загореться лампочка «Сеть» блока

23. Нажмите кнопку «Постоянная времени», «300 МС» блока регистрации

24. Поверните ручку регулировки « Модуляции» из крайнего левого положения вправо на 100 – 200

25. Нажмите любую кнопку «Регулировка фазы» блока регистрации

26. Нажмите кнопку «Скорость развертки», «0,5 В/С» блока развертки

27. Нажмите кнопку «Пуск» блока

28. Добейтесь регистрации сигнала упругого отраженных электронов (контролируемый индикатор «Выход УПТ» блока регистрации), изменяя напряжение на электродах ВЭУ ручками регулировки 5 кВ «Грубо» и «Плавно», «0…250 В» блока питания анализатора

29. При появлении сигнала упруго отраженных электронов нажмите кнопку «Стоп» блока развертки

30. Установите максимальное значение выходного напряжения блока регистрации по индикатору «Выход УПТ» подстройкой резонансной частоты выходного контура блока, регулировкой фазы опорного сигнала блока

31. Примечание: При выходном напряжении блока регистрации более ± 5 В, когда стрелка индикатора «Выход УПТ» отклонится за пределы шкалы, необходимо уменьшить амплитуду модулирующего напряжения ручкой регулировки « модуляции» блока

32. При выборе фазы опорного сигнала блока регистрации необходимо помнить, что положительный выброс регистрируемого сигнала соответствует отклонению стрелки индикатора блока вправо, а отрицательный выброс – отклонению влево

33. Подстройку резонансной частоты входного контура блока регистрации производить не реже чем через 200 часов работы Оже-спектрометра

34. Нажмите кнопку «Сброс» блока развертки

35. Установите ручку регулировки « модуляции» блока регистрации в крайнее левое положение

36. Определите точку попадания электронного пучка пушки визуально по изображению образца на экране трубки ТВ-монитора, нажав кнопку «Развертка ВКЛ» и изменяя масштаб изображения ручкой регулировки «Масштаб» блока

37. Нажмите кнопку «Регулировка» блока питания пушки Оже

38. Установите необходимое ускоряющее напряжение электронов Ер ручками регулировки «Ер» блока питания пушки Оже

Для выключения режима получения Оже-спектра необходимо произвести последовательно следующие операции:

• установите органы управления блока регистрации, блока питания анализатора, ТВ-монитора, ТВ-позиционера, блока развертки, блока питания Оже в исходное состояние;

• выключить блок развертки нажатием кнопки «Сеть ВЫКЛ»;

• выключить ТВ-позиционер выключением кнопки «Сеть»;

• выключить ТВ-позиционер нажатием кнопки «Сеть ВЫКЛ»;

• плавно уменьшить ток накала пушки до нуля;

• выключить стабилизатор тока накала пушки Оже нажатием кнопки «Сеть ВЫКЛ»;

• выключить блок питания пушки Оже нажатием последовательно кнопок «Высокое ВЫКЛ» и «Сеть ВЫКЛ»

• выключить приборные стойки

11