[發明專利]高溫二次電子探測器收集組件及高溫掃描電鏡

有效

• 申請號: 201310592456.7
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103594310A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 孫占峰
• 申請（專利權）人: 北京中科科儀股份有限公司
• 主分類號: H01J37/244
• 分類號: H01J37/244;H01J37/28;H01J37/26
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李旦華

技術領域

本發明涉及電子顯微鏡領域，具體地說涉及一種高溫二次電子探測器收集組件及具有該高溫二次電子探測器收集組件的高溫掃描電鏡。

背景技術

在材料科學領域，為更好地了解材料的性能與微觀結構之間的關系，采用電子顯微鏡，如掃描電子顯微鏡?(?簡稱掃描電鏡?)?對材料的形貌及絲織結構進行觀察是一種常用的研究手段。掃描電子顯微鏡的制造依據是電子與物質的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質表面時，被激發的區域將產生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區域產生的電磁輻射。同時，也可產生電子-空穴對、晶格振動（聲子)、電子振蕩（等離子體）。原則上講，利用電子和物質的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學性質的信息，如形貌、組成、晶體結構、電子結構和內部電場或磁場等等。掃描電子顯微鏡正是根據上述不同信息產生的機理，采用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實現。如對二次電子、背散射電子的采集，可得到有關物質微觀形貌的信息；對x射線的采集，可得到物質化學成分的信息。正因如此，根據不同需求，可制造出功能配置不同的掃描電子顯微鏡。具有高溫加熱裝置的掃描電鏡是主要用于在高溫真空狀態下觀測樣品，在給定溫度下研究樣品表面發生的變化。該種掃描電鏡廣泛應用于材料科學領域中，用于研究金屬和合金的再結晶以及顆粒的增長，觀察輸送粉末或陶瓷的燒結過程，分析一些無機鹽混合物在熔點時發生的反應以及形成化合物時的變化等。

現有技術中公開了一種高溫樣品臺，在該高溫樣品臺中，加熱爐絲是螺旋形的鎢絲，在它的內外分別是95陶瓷做成的加熱爐絲支架和保溫管，他們既有保溫作用又支撐著爐絲；用鉭片做成三層圓柱筒罩，有效得減小熱輻射損耗。同時還設有冷卻水通道，它降低了高溫臺支架的溫度，減小樣品的熱漂移，支架的內部還設置有鉑銠熱電偶絲，測量范圍為0-1500度，被檢測的樣品放置在位于支架中央的坩堝上。即在該高溫樣品臺中，爐絲纏繞成一個螺旋管，這樣，爐絲本身會產生一個直流磁場，對電子束影響最大的產生偏轉的是橫向磁場，因為爐絲是軸對稱的，所以在加熱爐的軸上橫向磁場為零。

但是具有上述高溫樣品臺的掃描電鏡存在以下不足之處：該高溫樣品臺上的樣品被加熱到高溫以后，樣品會產生大量的紅外光和可見光，因為掃描電鏡的標準二次電子探測器收集組件比較靈敏，而紅外光和可見光的信號過于強大，超出了標準二次電子探測器收集組件的檢測范圍，將導致標準二次電子探測器收集組件所收集的信號過強，進而使得掃描電鏡檢測到的圖像為白斑，無法正常觀測樣品表面在高溫下的變化狀態，此外，樣品在高溫的狀態下，產生的熱輻射還會影響物鏡下極靴的性能。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于現有技術中的高溫掃描電鏡，樣品在高溫下產生大量的紅外光和可見光，導致標準二次電子探測器收集組件所收集的信號過強，進而使得掃描電鏡檢測到的圖像為白斑，無法正常觀測樣品表面在高溫下的變化狀態，進而提供一種能夠消除白斑的高溫二次電子探測器收集組件，以及在高溫狀態下，能對高溫樣品進行觀測的高溫掃描電鏡。

為解決上述技術問題，本發明的一種高溫二次電子探測器收集組件，包括標準二次電子探測器收集組件，還包括套設在所述標準二次電子探測器收集組件外的隔光套，所述隔光套的材質能夠阻擋可見光和紅外光，且所述隔光套的一端為適合與光導管接頭連接的接口端，所述隔光套的另一端為電子進入端。

所述隔光套的所述電子進入端處還設置有用于吸收二次電子的吸收結構。

所述吸收結構為柵網，所述柵網采用銅線制成，所述銅線的直徑為0.1mm。

所述隔光套為鋁套。

所述隔光套呈錐形，所述吸收結構設置在所述隔光套的小端，所述接口端設置在所述隔光套的大端。

具有上述的高溫二次電子探測器收集組件的高溫掃描電鏡，還包括能對物鏡下極靴進行隔熱的物鏡保護組件，所述物鏡保護組件中心成型有適合電子束穿過的通孔，所述物鏡保護組件上成型有由側壁向中心凹陷的凹口，所述高溫二次電子探測器收集組件與所述物鏡保護組件二者的軸線相互垂直時，所述高溫二次電子探測器收集組件的所述電子進入端可無觸碰地穿過所述凹口，所述物鏡保護組件上還成型有與所述物鏡下極靴上的適合光闌桿插入的光闌桿缺口相吻合的缺口。

所述通孔的直徑為3mm。

所述物鏡保護組件包括多個隔熱片，相鄰兩個所述隔熱片之間留有一定間隙，且所述間隙中墊有隔環，所述隔熱片和所述隔環采用螺栓連接在一起。

所述隔熱片采用鉭制成，所述隔熱片的厚度為0.3mm，且所述隔熱片設為三個。