امروزه تحقیقات گسترده ای برای دستیابی به وضوح و قدرت تفکیک بالاتر روی میکروسکوپ های الکترونی انجام شد ه است. بهترین وضوح تصویر به طور معمول در ولتاژهای بالا بین 15 تا 30 کیلو ولت به دست می آید. ولتاژهای پایین برای بررسی مواد نارسانا، نیمه رسانا، پلیمرها، نمونه های زیستی و مواد مقاوم حساس به اشعه در لیتوگرافی مناسب است و به کاربر میکروسکوپ اجازه می دهد که جزئیات خیلی ظریف سطح را که نمی توان در ولتاژهای بالا مشاهده کرد، تشخیص داد. یکی از روش ها در رابطه با بهبود عملکرد SEM، لنز کاتدی است که اساس عملکرد آن، فناوری واشتابی پرتو است.
واشتابی پرتو چیست؟
واشتابی پرتو روشی به نسبت ساده برای کاهش انرژی پرتو الکترونی اولیه بعد از ترک ستون است که به نوبه خود، وضوح یا کنتراست تصویر را بهبود می بخشد.
مزایای پرتو واشتاب شده
1- ایجاد میدان الکتریکی بین نمونه و ستون
2- تسریع دادن تمامی سیگنال های الکترونی که از نمونه بایاس منفی شده خارج می شوند به سمت پایین ترین جزء محفظه نمونه
3- عدم نیاز به دستگاه میکروسکوپی جداگانه برای تصویربرداری با انرژ ی های فرودی پایین
معرفی لنز کاتدی
در حالی که پرتو الکترونی، ستون اپتیکی را ترک می کند با لنز نهایی کانونی می شود. میدان الکتریکی حاصل از واشتابی به صورت یک لنز همگرای شناور (لنز کاتدی) عمل کرده و از سرعت الکترونها کاسته می شود. در این روش، پرتوی الکترون اولیه در طول واشتابی، بیشتر کانونی می شود.
معایب و اثرات ناخواسته واشتابی پرتو
1- امنیت کاربران
2- ایزوله شدن نگه دارنده نمونه
3- تجمع حالت واشتابی پرتو در نرم افزار کنترل کننده عناصر اپتیکی ستون الکترونی
و ...
توضیحات کامل در مورد روش واشتابی پرتو را در متن مقاله مطالعه کنید.
این مقاله در شماره 27 فصلنامه دانش آزمایشگاهی ایران (پاییز 1398) منتشر شده است.