Достатній вакуум (10 -5 торр) вже отримано, а значить, настав час рухатися далі: встановити катод, розібратися з високовольтним блоком живлення і пустити, нарешті, електрони!
1. Електронна гармата і катод
У сканирующем електронному мікроскопі досліджуваний зразок послідовно, точка за точкою, опромінюється тонким пучком електронів, і дуже бажано, щоб вони ще й рухалися з однаковою швидкістю. Для створення такого пучка електронів і служить електронно-оптична колона з цілою системою електростатичних і електромагнітних лінз. Перший елемент в ній - електронна гармата.
Так виглядають в реальності катоди і електронна гармата з фокусирующим електродом. Давайте розберемося, навіщо вони потрібні і як працюють
Безпосереднім джерелом вільних електронів, з яких потім і формується необхідний тонкий пучок, є катод. Такі електрони виходять внаслідок явища термоелектронної емісії. Взагалі кажучи, є ще автоеміссіі. і в сучасних мікроскопах вона використовується, однак її використання пов'язане з додатковими труднощами, тому поки не будемо про неї говорити.
Термоелектронна ж емісія дуже проста: катод являє з себе вольфрамову зволікання, зігнуту у вигляді латинської букви V і нагрівається шляхом пропускання через неї електричного струму. Для повноти картини наведу ще одну ілюстрацію з вищезгаданої книги Хокеза, яка демонструє різні типи катодів, що застосовуються в електронних мікроскопах.
Для розуміння (і розрахунків) зручно, коли говорять, що анод - це позитивний електрод, а катод - негативний, але в електронному мікроскопі анод - це вся колона. Подавати на неї висока напруга в десятки кіловольт - досить погана ідея. Тому роблять по-іншому: колону (тобто анод) заземляють, а на катод подають негативний висока напруга і підмішують струм напруження.
Отриманий пучок електронів необхідно додатково підготувати, перш ніж направляти його в електромагнітні лінзи. Історично так склалося, що вся конструкція термоемісійною електронної гармати зазнала мало змін і складається з катода, що фокусує електрода, званого Венельт. і анода.
2. Розбирання всієї колони
Момент, коли можна буде спробувати електронну гармату і електромагнітні лінзи в роботі, все ближче і ближче, тому я вирішив провести тотальну інспекцію всієї колони.
3. Апаратура об'єктивної лінзи
Варто в полюсному наконечнику об'єктивної лінзи і працює по суті як діафрагма у фотоапараті. Хочете більшу глибину різкості - треба вибрати найменше отвір. Хочете максимум інтенсивності пучка - вибираємо найбільше отвір.
Станом, можна сказати, все більш-менш в порядку. Пом'ята, брудна, але всі дроти на місці, регулювання працюють. Це добре! Традиційне відмити, розпрямити, змастити прокладку і вперед.
