Принцип работы микроскопов основан на физических эффектах взаимодействия поверхности твердого образца со сфокусированным пучком электронов. Изображение объекта формируется в результате развертки (сканирования) электронного пучка по области образца.

Максимальное увеличение и разрешающая способность микроскопа зависят от типа образцов и условий исследований. В качестве источника электронов в микроскопах модификации Prisma E и Axia ChemiSEM используется электронная пушка с вольфрамовым термоэмиссионным катодом. В качестве источника электронов в микроскопах модификаций Helios 5, Scios 2, Verios 5, Apreo, Apreo 2, VolumeScope 2, Quattro используется электронная пушка с катодом Шоттки с полевой эмиссией, что позволяет получать изображения с более высоким разрешением, чем при использовании вольфрамового термоэмиссионного катода при больших токах пучка.

Микроскопы состоят из электронной колонны, ионной колонны (для двулучевых систем), вакуумной системы, управляющей электроники, набора детекторов и стола оператора с персональным компьютером. В состав электронной колонны входит источник электронов, отклоняющая система, включающая электромагнитные, электростатические или комбинированные линзы и обеспечивающая фокусировку и перемещение пучка по поверхности образца, а также набор апертур. В состав ионной колонны входит источник ионов, отклоняющая система, обеспечивающая фокусировку и перемещение пучка по поверхности образца, а также набор апертур. Вакуумная система состоит из форвакуумных, турбомолекулярных и ионно-гетерных насосов, а также системы клапанов. Предназначена для формирования и поддержания режимов высокого и низкого вакуума, а также режима естественной среды. Различные детекторы, установленные на микроскопе, обеспечивают формирование изображения в различных типах контрастов (топографический, композиционный, смешанный, в низко-энергетичных электронах), а также предоставляют информацию об элементном, фазовом и кристаллографическом составе поверхности образцов. Управляющая электроника обеспечивает функционирование всех частей прибора, а также получение информации от детекторов. Детекторы позволяют получать информацию о топографии, вариациях состава, механических, электрофизических и других параметрах.

Управление и настройка микроскопов осуществляются с помощью мышки и клавиатуры компьютера, подключаемого к блоку электроники. Все данные и изображения могут быть выведены на монитор или сохранены в компьютере. Дополнительно к микроскопам может

Лист № 2 Всего листов 7 подключается выносная панель с ручками, предназначенная для быстрого изменения и контроля основных параметров.

Исследуемые образцы устанавливают в вакуумную камеру с помощью держателей. Стандартный держатель выполнен в виде диска диаметром 12.5 мм с ножкой для фиксации диаметром 3.0 мм.

Линейка микроскопов сканирующих электронных Thermo Fisher Scientific представлена следующими модификациями: VolumeScope 2; Prisma E; Axia ChemiSEM в исполнении HiVac и LoVac; Quattro в исполнении S и C; Apreo, Apreo 2 и Scios 2 в исполнении HiVac, LoVac, S и C; Verios 5 и Helios 5 в исполнении CX, UX, UC, FX, HX, дополнительно PFIB, Laser PFIB и Hydra для Helios 5.

Исполнение LoVac отличает от HiVac наличие режима низкого вакуума, создаваемого парами воды. Исполнение S указывает на более расширенные комплектацию и функционал относительно исполнения С, а именно - увеличенный диапазон хода стола, шестнадцатипозиционный предметный столик, наличие иммерсионного режима электронной оптики, наличие дополнительного внутрилинзового детектора и другое. Исполнение CX, UX, UC, FX, HX также указывает на наличие или отсутствие различных опций и модулей в базовой конфигурации прибора Helios 5, таких как пьезо-столик, монохроматор, гониометр, тип ионной колонны и другое. PFIB в названии говорит о том, что прибор оснащён ионной колонной с плазменным источником ионов, Laser - приставкой фемто-секундного лазера, а Hydra - ионной колонной с плазменным источником с пятью типами ионов. Заводские (серийные) номера микроскопов имеют цифирное обозначение и наносятся на корпус микроскопов в виде шильдов с гравированием или УФ-печатью. Пломбирование микроскопов не предусмотрено. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке. Общий вид микроскопов приведен на рисунке 1.

з)

Рисунок 1 - внешний вид микроскопов сканирующих электронных Thermo Fisher Scientific а) Helios 5; б) Scios 2; в) Verios 5; г) Apreo, Apreo 2, VolumeScope 2; д) Quattro; ж) Prisma E;

з) Axia ChemiSEM

Таблица 4 -

Таблица 2 - Метрологические характеристики микроскопов

Таблица 3 - Технические характеристики микроскопов