ВКУ:
· растровое или векторное сканирование электронного пучка;
· электронный поворот изображения;
· изменение яркости и контрастности;
· режим автояркости и автоконтрастности;
· режим двукратной и четырехкратной линзы;
· режим усреднения;
· режим малого поля;
· режим наложения изображений;
· режим экранного увеличения;
· режим сканирования по линии (линейная сигналограмма);
· режим измерения расстояний;
· двумерные математические фильтры (Image Processing);
· вывод изображения в 3D представлении;
· сохранение растровых изображений на диске;
· рисование и редактирование литографических трасс.
Управление электронно-оптической системой:
· управление электронно-оптической системой (колонной);
· управление высоковольтной частью РЭМ;
· управление детектором вторичных электронов.
Управление дополнительными модулями и приставками:
· работа в режиме спектрометра;
· управление различными детекторами и приставками;
Структурная схема МС20
Блок управляющей электроники МС20 может функционировать в двух модификациях:
Собственно видеоконтрольное устройство (ВКУ).
В данную конфигурацию входит генератор разверток, оконечные токовые усилители для отклоняющей системы микроскопа, плата видеопроцессора (устанавливается внутрь системного блока РС). Эта конфигурация легко интегрируется с любым аналоговым РЭМ.
Расширенный вариант. В данном варианте он осуществляет контроль за электронно-оптической системой микроскопа, высоковольтной частью, детекторами и различными приставками.
В данную конфигурацию, кроме ВКУ, входят:
- блоки управления линзами микроскопа;
- высоковольтный модуль;
- блоки управления юстировочными катушками и стигматором;
- блоки управления питания детекторов;
- контроллер перемещения столика объектов;
- блоки управления приставками.
Технические характеристики растрового электронного микроскопа Quanta 200
Вакуумная система Микроскоп Quanta 200 свободно переключается между различными вакуумными режимами из программной оболочки без дополнительных настроек и юстировок. Прибор функционирует в трех вакуумных режимах:
1. Высокий вакуум (около 10–5 мбар или 1000–500 Па). Режим предназначен для получения изображений и проведения микроанализа проводящих образцов и/или образцов, подготовленных классическими методами;
2. Низкий вакуум (<1.3 мбар или <130 Па). Режим предназначен для получения изображений и проведения микроанализа непроводящих образцов без пробоподготовки;
3. Режим естественной среды (режим ESEM™) (<26 мбар или <2600 Па). Режим предназначен для получения изображений и проведения микроанализа образцов, не устойчивых в условиях высокого вакуума, таких как водных растворов, органических, водо- и нефтесодержащих образцов с высоким газовыделением и т.д. Пробоподготовки не требует.
Особенности вакуумной системы:
· запатентованная технология компании FEI Company черезлинзовой дифференциальной откачки (ESEM™);
· безмасляная система откачки («чистый вакуум»), турбомолекулярный насос производительностью 250 л/с (время откачки после полной вентиляции камеры при смене образца около 2.5 минут);
· два форвакуумных насоса производительностью 8 л/с;
· плавное переключение между вакуумными режимами из программной оболочки (без дополнительной перенастройки системы);
· автоматическая защита от неправильных действий;
· прогреваемая цеолитовая ловушка в цепях откачки низкого вакуума (для форвакуумного насоса подкачки естественной среды).
Основные характеристики:
· Источник электронов: вольфрамовый катод, тетродная пушка с высокой яркостью и стабильностью.
· Ускоряющее напряжение: плавная регулировка от 0,2 до 30 кВ.
· Ток пучка от 0.1 пикоампера до значений более 2 мкА
· Разрешение 3 нм (объект – золото на углероде, ускоряющее напряжение 30 кВ в любом вакуумном режиме, рабочий отрезок 10 мм). Диапазон фокусных расстояний от 3 мм до 99 мм. Диапазон увеличений от 6 x до >1,000,000 x при размере изображения 17” (ЖК монитор).
· Поле зрения одно и тоже в любом вакуумном режиме (18 мм на наибольшем рабочем расстоянии). Предцентрированный вольфрамовый катод с запасным устройством Венельта для быстрой смены. Автоматическая и ручная установка катода в режим насыщения.
· Механическая юстировка электронной пушки по наклону и положению не требуется.
· Электронная автоматическая подстройка входит в состав программного обеспечения Напряжение смещения на Венельте устанавливается в ручном и автоматическом режиме, а также в режиме автоматической оптимизации в зависимости от величины ускоряющего напряжения. Автоматическое удержание фокусировки, яркости и контрастности изображения при изменении тока пучка.
· Возможность измерения тока пучка в произвольной точке образца без его перемещения. Коническая объективная линза с полным углом 520. Фиксированная диафрагма объективной линзы на входе в объективную линзу. Автоматическое вращение растра относительно образца на 3600. Режим автоматической динамической фокусировки (автофокус).
· Автоматическая система размагничивания линз и стигматора для компенсации гистерезиса. Эвцентрический стол обеспечивает наклон образца без дополнительной коррекции и фокусировки
Заключение
Приведенные выше электронно-микроскопические методы, а именно растровая электронная микроскопия, используются для анализа горных пород и минералов, в основном массивных ультраосновных пород и их породообразующих минералов: оливина, пироксенов и шпинелида, а также глинистых минералов [2]
Изучение в РЭМ образцов глинистых пород позволило ученым рассмотреть тончайшие детали строения с размерами менее 1 мкм. Исследователи увидели многие особенности микроструктуры, которые до этого были неизвестны.
Микроструктура глинистых пород очень чувствительна к изменению условий накопления минерального осадка и его последующих геологических преобразований [5]. С точки зрения одного из основоположников отечественной инженерной геологии И.В. Попова, микроструктура отражает влияние различных физико-химических факторов на процессы структурообразования. Таким образом, микроструктура является своеобразной "фотографией" тех условий, в которых сформировалась данная глинистая порода. В ней за счет специфического сочетания различных морфометрических (размер, форма, характер поверхности структурных элементов, их количественное соотношение), геометрических (пространственное расположение структурных элементов) и энергетических (структурные связи) признаков как бы заложена информация о прочности и деформационном поведении породы, о возможном характере изменения под действием тех или иных условий. Таким образом, количественно определяя соответствующие микроструктурные параметры, можно не только предсказывать многие свойства глинистых пород, но и дать достоверный прогноз их изменения при различных воздействиях. Подобная информация чрезвычайно важна при изысканиях и строительстве различных инженерных сооружений, при решении многих природоохранных и экологических задач.
Таким образом, электронная микроскопия является достаточно серьезным методом исследования различных объектов
Список литературы
1 Микроанализ и растровая электронная микроскопия / Под ред. Морис Ф., Мени Л., Тиксье Р./, Франция, 1978: пер. с франц.: М.: Металлургия, 1985. – 392 с.
2 Сергеева Н. Е. Введение в электронную микроскопию минералов — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1977. – 144 с. (электронный ресурс).
3 Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифшин Э.Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: В 2-х книгах. Книга 1. Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 303 с., ил.
4 Практическая растровая электронная микроскопия / Под ред. Дж. Гоулдстейна и Х. Яковица. – М.: Мир, 1978. – 656 с. (электронный ресурс).
5 Осипов В.И., Соколов В.Н., Румянцева Н.А. Микроструктура глинистых пород. – М.: Недра, 1989. – 211 с (электронный ресурс).