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【讨论】磁透镜和静电透镜的优势和劣势

  • 天黑请闭眼
    2009/04/12
  • 私聊

透射电镜(TEM)

  • 还是读那本Egerton的PPEM,书中提到了静电透镜和磁透镜的特点,其中静电透镜是这样的:
    1. 无像转角
    2. 比较轻,consumes no power
    3. 对电压的稳定性要求不高
    4. 容易聚焦离子束


    磁透镜是:
    1. 低透镜像差
    2. 不需要高压激励
    3. 可以做浸入式透镜

    我有几个疑问:
    1. consumes no power指的是什么?静电透镜不需要专门的动力?
    2. 磁透镜的那个浸入式透镜,是不是说的是样品处于透镜内部中心轴,这样磁场比较均匀吧,而静电式透镜如果这么操作,如果放入导电样品,会引起电场的扭曲?
    3. (我自己加的)高加速电压时,容易击穿静电透镜。那么是不是扫描电镜比较适合采用静电透镜,而FIB更是因为聚焦离子束的原因,一般采用静电式透镜呢?
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  • 天黑请闭眼

    第1楼2009/04/12

    那么磁透镜的劣势,是不是仅仅需要高稳定性的电压和电流,而这点在现在很容易解决?

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  • iamikaruk

    第2楼2009/04/12

    我的理解是静电透镜是个耐受高压电容器,只要加电压就成了。除非有空间电荷,也就是用于成像的时候会消耗能量,平时加着高压透镜是不消耗能量的。而磁透镜保持工作需要一直通电流,所以透镜要消耗能量。
    浸入式我觉得可能是考虑到介电材料会在静电透镜作用下产生极化的问题。
    静电透镜和磁透镜有适用范围,对于低压电子束用静电透镜比较好,可能考虑的是你前面所说的那些优点。而对高压电子束,静电透镜的会聚能力将大打折扣,相反磁透镜则受影响比较小,因此现在多是低压静电透镜,高压磁透镜的设计。记得Rose,Riemer,Egerton他们有专门的论述

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  • 天黑请闭眼

    第3楼2009/04/12

    嗯,终于明白不需要power的含义了,多谢!

    至于静电透镜,不知道SEM上20-30 kV的电压会不会用静电透镜,而且现在很多电镜倾向于低电压操作的。FIB按说更应该用静电透镜,我还得再问问一些老师才行。

    iamikaruk 发表:我的理解是静电透镜是个耐受高压电容器,只要加电压就成了。除非有空间电荷,也就是用于成像的时候会消耗能量,平时加着高压透镜是不消耗能量的。而磁透镜保持工作需要一直通电流,所以透镜要消耗能量。
    浸入式我觉得可能是考虑到介电材料会在静电透镜作用下产生极化的问题。
    静电透镜和磁透镜有适用范围,对于低压电子束用静电透镜比较好,可能考虑的是你前面所说的那些优点。而对高压电子束,静电透镜的会聚能力将大打折扣,相反磁透镜则受影响比较小,因此现在多是低压静电透镜,高压磁透镜的设计。记得Rose,Riemer,Egerton他们有专门的论述

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  • iamikaruk

    第4楼2009/04/12

    gun lens就是静电透镜。20~30 kv可能还是太高了

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  • 天黑请闭眼

    第5楼2009/04/13

    哦,gun lens我倒是知道。不知道FIB怎么样。按说也是这么高的电压,不过不是说静电透镜对离子聚焦好么,或许电磁透镜聚焦能力已经能够搞定了?

    iamikaruk 发表:gun lens就是静电透镜。20~30 kv可能还是太高了

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  • linshiafeng

    第6楼2009/04/21

    记得老师说过,因为离子荷质比大,磁透镜效果不好,所以FIB用静电透镜。

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  • 天黑请闭眼

    第7楼2009/04/21

    那就好了,多谢指点!

    linshiafeng 发表:记得老师说过,因为离子荷质比大,磁透镜效果不好,所以FIB用静电透镜。

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  • iamikaruk

    第8楼2009/04/21

    这正是我一直怀疑的地方
    电子受电场的作用是qE,受磁场的作用是qvB,只要E=vB电场和磁场对离子的作用应该是等同的。难道离子的v很小以至于难以做到E=vB?

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  • 蓝莓口香糖

    第9楼2009/04/21

    FIB里用的是Ga离子,比电子重得太多,速度应该慢不少。另外,我觉得可能还有制造方面的考虑。电磁透镜比较大,还需要冷却,或许不容易做到小体积的仪器里。静电透镜只需要一个静电场,可能比较容易实现。

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  • 天黑请闭眼

    第10楼2009/04/23

    主要考虑到焦距的问题吧,焦距的公式跟粒子质量m成正比,这么一来,粒子质量大就不容易缩短焦距了。不知道是不是这样。

    iamikaruk 发表:这正是我一直怀疑的地方
    电子受电场的作用是qE,受磁场的作用是qvB,只要E=vB电场和磁场对离子的作用应该是等同的。难道离子的v很小以至于难以做到E=vB?

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