9.1.2 Режим работы ПЭМ (СПЭМ) в сходящемся пучке
Иногда возникает необходимость сфокусировать луч намного сильнее, чем это возможно в традиционном ПЭМ, так что интенсивность пучка на конкретной области образца увеличилась. Сейчас мы рассмотрим способы, которыми мы можем сделать это. Если вы хотите, свести к минимуму площадь образца освещаемую пучком, то можно просто изменяете ток в линзе C2 таки образом, чтобы она фокусировалась, а не расфокусировалась, и таки образом, вы формируете изображение C1 кроссовера на образце, как показано на рисунке 9.3.A. Эти условия, при которых можно наблюдать изображение источника для регулирования положения насыщения или для измерения размера пучка. Когда C2 сфокусирован, луч падающий на образец становится менее параллельным и более сходящимся. Когда интенсивность освещения на экране просмотра будет наибольшая, контрастность получаемых изображений будет уменьшаться, и любая дифракционная картина из выбранной области будет искажена. В идеале, для ежедневной работы ПЭМ, ваш образец всегда должен быть достаточно тонким, так что вам никогда не приходилось работать с полностью сфокусировнной C2, но на практике, вы будете часто фокусировать C2, чтобы компенсировать несколько низкое прохождение электронов через толстую часть вашего образца.
Тем не менее, бывают случаи, когда необходимо создать сфокусированный, сходящийся пучок на образце. В этом случае мы используем другой принципиальный способ работы системы освещения: режим сходящегося пучка (или зонда). При использовании данного режима, вы не сразу увидите полезные изображения; схождение пучка уничтожает параллельность пучка и снижает контрастность изображения. Таким образом, чтобы увидеть изображение мы должны сканировать пучком образец; этот режим работы системы освещения является стандартным для СПЭМ и АЭМ.
Теперь, если у вас есть электронная пушка с полевой эмиссией, можно использовать С1 и С2 линзы для получения зонда с размером около 1 Å. Однако, с источником термоэлектронной эмиссии, не возможно сделать столь тонкий зонд используя только эти две линзы (как показано на рисунке 9.3.A), для уменьшения относительно большого кроссовера термоэлектронной пушки менее нескольких нанометров. Таким образом, чтобы получить желаемый зонд размером << 1 нм для анализа и СПЭМ, обычным решением, является введение C3 или конденсорно-объективной линзы. Мы можем сделать это, только если объектив разделен на два полюсных наконечника с отдельными катушками и тогда мы можем сделать верхний полюсный наконечник объективной линзы гораздо сильнее, чем обычно, и ослабить C2 или даже выключить ее, как показано на рисунке 9.3.B. Кроме того, C1 должна быть сильно возбуждена, таким образом, кроссовер пушки располагается далеко от C3. Расстояние до изображения в C3 линзе (di) значительно меньше, чем расстояние до объекта (d0), что позволяет сильно уменьшить кроссовер из C1 линзы (см. уравнение 6.2).
Из рисунка 9.3.B можно видеть, что, несмотря на то, что линза C2 выключена, C2 диафрагма по-прежнему контролирует угол сходимости (α) пучка на образце. Как и в случае режима параллельного пучка, меньшая апертура C2 дает меньший угол сходимости α.
