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【讨论】请教关于电子束流大小的测量

透射电镜(TEM)

  • 最近有人谈到电子束辐照,我想问一下电子束束流大小是怎样测量的,JEOL的电镜有小屏可以测大小,我是把小屏上测到的值折算到实际电子束辐照的面积上的束流密度,如屏上显示10 pA/cm2,实际辐照面积是100 nm2,那么实际束流密度是1A/cm2,不知道这样算对不对; 还有一个奇怪现象是当你会聚电子束时,小屏上显示的束流值先增大,但是当电子束很小并接近到可会聚的最小束斑时,小屏上显示的束流值达到一个最大值后反而减小了,是不是当电子束很小时,小屏测量就不准,或者说用小屏测束流密度本身就不准. 不知大家是怎么测的. 还有在STEM下小束斑的束流密度怎么测.
    另外飞利普的电镜是怎么测的,我用的CM200没有找到类似于JEOL的显示值,不知是否有人知道
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  • 天黑请闭眼

    第1楼2009/04/07

    对此也不甚明了,不过我猜测是这样的:通过荧光屏上感受电子束流的密度,有一定的荧光发射,这个数字应该是对整个荧光屏来说,以其面积做为分母,而有荧光发射区域的电子密度总和去除这个分母。

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  • 蓝莓口香糖

    第2楼2009/04/07

    专门的辐照效应研究,通常用一种叫法拉第杯的装置测量电流大小。但是这不是常见的配件,通常的电镜没这个功能。你的方法也算一种,但是没有法拉第杯准确。

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  • 蓝莓口香糖

    第3楼2009/04/07

    如果你用小屏,那就要保证光斑小于小屏,否则会差很多。

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  • 天黑请闭眼

    第4楼2009/04/07

    我还以为法拉第杯是SEM专用的.....

    drizzlemiao 发表:专门的辐照效应研究,通常用一种叫法拉第杯的装置测量电流大小。但是这不是常见的配件,通常的电镜没这个功能。你的方法也算一种,但是没有法拉第杯准确。

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  • 天黑请闭眼

    第5楼2009/04/07

    那么这个电流密度是仅仅针对电子束辐照的面积来说了?

    drizzlemiao 发表:如果你用小屏,那就要保证光斑小于小屏,否则会差很多。

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  • 蓝莓口香糖

    第6楼2009/04/08

    电镜显示的电流密度是从荧光屏测出来的,并且是这个荧光屏的平均值。有时候光斑中心和边缘强度分布不同,所以用两个荧光屏测到的数值不同。找一个带洞的厚样品可以验证这个问题。电镜的自动曝光也是根据这个算出来的,所以自动曝光的时候要根据自己的需要选择不同的荧光屏测光。

    shxie 发表:那么这个电流密度是仅仅针对电子束辐照的面积来说了?

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  • refe971

    第7楼2009/04/09

    我看到一篇文献(J. Mater. Res., Vol. 12, No. 7, Jul 1997)
    Dose measurements were obtained using a Gatan TEM stage equipped with a Faraday cup.

    Energy(keV) Current(nA) diameter (cm) area (cm2) Current density (A/cm2) Temperature rise
    80 4.94 0.000204 3.27x10e-8 0.15 7.1
    120 10.55 0.000204 3.27x10e-8 0.32 11.9
    160 19.78 0.000204 3.27x10e-8 0.61 19.1
    200 47.3 0.000204 3.27x10e-8 1.45 41.1

    我想问的是在电压,光栏,a角和束斑号设定后,是不是束流大小就是定的,不管你的实际电子束斑大小多少.
    我把200keV FEG电子束聚到直径15nm,177x10e-14 cm2, current density 大概是200A/cm2,那么current是0.35 nA,与上面文献的差别怎么这么大, 令人非解

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  • 蓝莓口香糖

    第8楼2009/04/09

    200A/cm2是怎么来的?

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  • 大陆

    第9楼2009/04/09

    赞同。

    >>楼主提到的方法是通过荧光强度的粗糙估计,由于电子束强度到荧光强度转换之间的转换可能需要一个ill-defined的关系,它只能用来做定性的相对的比较。
    通过电流的探测能直接得到电子流的大小,电流的测量有非常成熟的技术,到达pA级已不是难事。

    >>此外,光强的测量通常是在秒的时间尺度上积分平均的结果,很多动态信息全被平均掉了,很可惜,而电流的测量原则上可以进行纳秒级的动态观测,信息量丰富得多,当然纳秒级的测量并非人人都能玩,尽管如此,傻瓜用户玩到微秒问题不大。

    drizzlemiao 发表:你的方法也算一种,但是没有法拉第杯准确。

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  • refe971

    第10楼2009/04/10

    小屏显示的是A=354pA/cm2, 束斑大小15nm 面积S=177x10e-14 cm2,current density I=A/S 大概是200A/cm2

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