Назначение
Микроскопы электронные просвечивающие (далее - микроскопы) предназначены для измерений линейных размеров элементов микро- и наноструктур тонкопленочных образцов, микро- и наночастиц на пленке-подложке, определения параметров кристаллической решетки и локального элементного состава методом энергодисперсионной спектроскопии.
Описание
Принцип действия микроскопов основан на прохождении пучка ускоренных электронов через исследуемый объект, где происходит их рассеяние на кристаллической решетке или неоднородностях структуры объекта. В плоскости изображения объективной линзы, расположенной непосредственно за образцом, формируется действительное изображение объекта, а в ее фокальной плоскости формируется дифракционная картина, каждая точка которой соответствует определенному углу выхода электронов из образца.
Микроскоп представляет собой стационарную автоматизированную многофункциональную измерительную систему, в состав которой входят:
- модуль получения изображений,
- источник высокого напряжения,
- блок электроники;
- рабочее место оператора на базе специализированного управляющего компьютера;
- форвакуумный насос;
- система замкнутого водяного охлаждения;
Основным компонентом модуля получения изображений является электронно -оптическая колонна. Электронно-оптическая колонна содержит электронную пушку и систему электронных линз: блок конденсорных линз, объективную линзу, блок промежуточных линз и проекционную линзу. Электронная пушка включает источник электронов типа Шоттки. Объективная линза сконструирована для работы в режиме постоянной мощности для повышения стабильности работы микроскопа. Объективная линза дополнена диафрагмой, положением которой можно управлять. Диафрагмы для конденсорных линз, для объективной линзы, селективная диафрагма для ограничения области исследования являются моторизованными.
Регистрация изображения в режиме просвечивающей электронной микроскопии осуществляется с помощью ПЗС-камеры со скоростью работы до 25 кадров в секунду. Для реализации СПЭМ - режима используются 4-х канальный детектор электронов. Модуль получения изображений также включает высокочувствительный энергодисперсионный спектрометр (опционально), запатентованная конструкция которого использует 4 SDD детектора.
Вакуумная система микроскопа является полностью безмасляной и реализована на базе форвакуумного, турбомолекулярного и двух магниторазрядных насосов.
Управляющее программное обеспечение позволяет проводить полное удаленное управление всеми функциями микроскопа, включая смену диафрагм, перемещение образца, фокусировку, стигмирование, управление вакуумной системой, контроль и визуализация изображения видеокамеры.
Микроскопы выпускаются в модификациях Spectra 200, Spectra 300, Talos L120C, которые отличаются типом и соответственно яркостью электронной пушки, типом объективной линзы, разрешающей способностью и диапазоном ускоряющих напряжений.
Пломбирование микроскопов не предусмотрено. Заводской номер нанесен на шиль-дик типографским способом на задней панели модуля получения изображений. Общий вид микроскопов и место нанесения знака поверки приведены на рисунках 1 и 2.
\
Программное обеспечение
Управление микроскопом и обработка результатов измерений осуществляется с помощью ПЭВМ с использованием специализированного программного обеспечения (ПО) «TEM user interface». ПО «TEM user interface» позволяет проводить измерения линейных размеров и параметров кристаллической решетки. ПО «TEM user interface» не может быть использовано отдельно от микроскопа.
Идентификационные данные программного обеспечения указаны в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | TEM user interface |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО: - Spectra 200, Spectra 300 -Talos L120C | 3.9 и выше 2.9 и выше |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Уровень защиты ПО соответствует типу «средний» согласно Р 50.2.077-2014.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Spectra 200 | Spectra 300 | Talos L120C |
| Диапазон измерений линейных размеров, мкм | от 0,0004 до 30 | от 0,0004 до 30 | от 0,0004 до 30 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров при ускоряющем напряжении 200 кВ, нм (L- линейный размер, нм) | ±(0,4+0,03L) | ±(0,4+0,03L) | ±(1+0,03L) |
| Энергетическое разрешение энергодисперсионного спектрометра на линии Ка марганца, эВ, не более | 136* | 136* | 136* |
* - опционально
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Spectra 200 | Spectra 300 | Talos L120C |
| Пространственное разрешение в ПРЭМ-режиме, нм, не более | 0,06 | 0,05 | 1,0 |
| Тип источника электронов | XXFEG | Х- FEG | LaB6 |
| Диапазон регулирования увеличения в ПРЭМ режиме, крат | от 4 300 до 2 200 000 вкл | от 4 300 до 2 200 000 вкл | от 200 до 2200000 |
| Диапазон регулировки ускоряющего напряжения, кВ | от 30 до 200 | от 30 до 300 | от 20 до 120 |
| Диапазон определяемых элементов | от Ве до Am | от Ве до Am | от Ве до Am |
| Масса, включая все комплектующие, кг, не более | 3500 | 3500 | 3500 |
| Габаритные размеры (ДхШхВ) основных составных частей, мм, не более: - модуль получения изображений - источник высокого напряжения, - блок электроники | 1700x1670x2560 1030x1280x2200 950x1030x2200 | 1700x1670x3000 1030x1280x2200 950x1030x2200 | 1460x1290x2140 1280x1010x1820 1300x940x2200 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более | от 18 до 22 80 | от 18 до 22 80 | от 18 до 22 80 |
| Параметры электрического питания: -напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | 400 ±40 50/60 | 400 ±40 50/60 | 230 ±20 50/60 |
| Потребляемая мощность не более, Вт | 13 000 | 13 000 | 5 000 |
Знак утверждения типа
наносится на лицевую панель модуля получения изображений в виде наклейки и на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Микроскоп электронный просвечивающий | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Методика поверки | МП ДИ20/30-2021 | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в документе «Микроскопы электронные просвечивающие. Руководство по эксплуатации», раздел 30.
Нормативные документы
Техническая документация фирмы-изготовителя Thermo Fisher Scientific, Нидерланды.
84441-22: Методика поверкиСкачать3.8 Мб
