Apertures with Laval Nozzle and Circular Orifice in Secondary Electron Detector for Environmental Scanning Electron Microscope - Hladk ̀K; Jirk̀ J.; Maxa J.; Neděla V.; Vyroubal P.; University of Defence
Los microscopios electrn̤icos de barrido ambiental ofrecen amplias posibilidades para la exploracin̤ de varios tipos de muestras, especialmente muestras no conductoras y hm͠edas que contienen diferentes fases de material. La evaluacin̤ de la presin̤ en la trayectoria de los electrones secundarios es uno de los parm̀etros importantes en el diseǫ del detector de centelleo de electrones secundarios. El proceso final est ̀influenciado por el tamaǫ y la forma de las aberturas utilizadas para separar r̀eas con diferentes gradientes de presin̤. Este artc̕ulo se centra en la comparacin̤ de la abertura con orificio circular y la abertura con la boquilla Laval.1. Introduccin̤Los detectores de centelleo e ionizacin̤ se utilizan para detectar electrones secundarios. El detector de ionizacin̤ funciona segn͠ el principio de la ionizacin̤ por impacto. El detector de centelleo contiene un centelleador (por ejemplo, YAG, CRY 18, etc.) que libera electrones cuando chocan con un destello de luz cuya intensidad es proporcional a la energa̕ de los electrones incidentes [1].El centelleador del detector de centelleo de electrones secundarios se coloca en una cm̀ara con bomba separada, separada de la cm̀ara de la muestra por las aberturas C1 y C2 (Fig. 1). En las aberturas se aplica un potencial elčtrico de cientos de voltios.Las aperturas forman lentes electrostt̀icas. Los electrodos dirigen los electrones secundarios a la lente en la boca del detector y luego los electrones pasan a travš de ella. Las aberturas tambiň impiden el flujo de gas de la cm̀ara de muestras a la cm̀ara del centelleador. En la cm̀ara de muestras hay una presin̤ de gas de 0,01 a 1.000 Pa.A la presin̤ mx̀ima de 5 Pa en la cm̀ara del centelleador, se puede conectar un voltaje de hasta 8 kV al centelleador sin causar una descarga de gas. Este voltaje acelera los electrones a travš de las aberturas con una energa̕ que es suficiente para generar el centelleo. Los fotones creados por el centelleo se mantienen en la gua̕ de luz en el fotomultiplicador, donde son amplificados y convertidos en una seąl elčtrica [2].En la construccin̤ del microscopio electrn̤ico se encuentran orificios de pequeąs dimensiones, donde es necesario separar las zonas con un gran gradiente de presin̤ sin posibilidad de un aislamiento perfecto (Fig. 2). La presin̤ en el flujo del fluido depende de la velocidad del flujo. Cuanto mayor es la velocidad, menor es la presin̤ del gas que puede lograrse reduciendo el tamaǫ del orificio en las aberturas o cambiando su forma [3-5]. En cuanto a los detectores, los siguientes aspectos son importantes:1. La presin̤ en el r̀ea de un cristal de centelleo debe ser superior a 5 Pa para evitar la descarga elčtrica en el gas debido al alto voltaje en el centelleo (hasta 8 kV).2. La presin̤ media en la trayectoria de los electrones secundarios debe ser baja para evitar la dispersin̤ de los electrones.