CN108155079A - 用于扫描电子显微镜中的x射线靶组件 - Google Patents

用于扫描电子显微镜中的x射线靶组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，涉及扫描电子显微镜技术领域，可对SEM电子束轰击靶材后产生的二次电子进行有效屏蔽，解决二次电子及其诱发的杂散光对X射线对成像质量造成不良影响的问题。本发明采用的技术方案是：用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，包括靶材和屏蔽盒，靶材放置于屏蔽盒内，屏蔽盒上设置至少一个入射口和至少一个出射口，屏蔽盒内放置一个或多个靶材，每个靶材均在屏蔽盒上对应设置入射口和出射口。扫描电子显微镜电子束由入射***入，轰击靶材后产生的X射线从出射***出，扫描电子显微镜电子束轰击靶材产生的二次电子由屏蔽盒进行有效屏蔽，避免二次电子及其诱发的杂散光对X射线成像质量的影响。

Description

用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件
技术领域
本发明涉及扫描电子显微镜技术领域，具体是一种用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件。
背景技术
描电子显微镜(SEM)可以产生稳定的纳米级焦点X射线源，配合样品位移台、探测器等组件，可对低原子序数材料样品进行高分辨率的X射线成像与CT检测。Dongyang Wu等人2007年在复合材料科学与技术《Composites Science and Technology》中发表的文章X-ray ultramicroscopy:A new method for observation and measurement of fillerdispersion in thermoplastic composites公开了一种SEM的改造方法，该方法成像分辨率已优于50nm。相比于其他高分辨X射线成像方法，如借助同步辐射加速器或使用商业纳米级分辨率X射线CT，该方法在实验室中通过对扫描电子显微镜进行简单改造即可实现，具有简单易行、费用低廉的优点，在生物组织结构研究、高密度集成电路检测、惯性约束聚变靶制备等领域均有十分巨大的应用前景。
2002年，澳大利亚联邦科学与工业研究组织的S.C.Mayo等人在显微镜学杂志《Journal of Microscopy》中公开了一种SEM改造设计，X射线产生方式为SEM电子束直接轰击金属靶材，探测器为直接探测型低能量X射线CCD。该设计并未对SEM轰击靶材后产生的二次电子以及二次电子诱发的荧光进行屏蔽，虽然其图像分辨率较高，但是X射线图像背景噪声较高，信噪比较低。
德国布鲁克公司(Bruker)公布了一种商业化的基于SEM的Micro-CT产品，其X射线产生方式亦为电子束直接轰击金属靶材，探测器为前置铍窗X射线CCD相机。由于CCD相机有铍窗进行保护，所以，二次电子以及二次电子诱发的荧光被完全屏蔽，降低了X射线图像的背景噪音。此外，由于铍窗对低能量X射线的吸收作用，该设计难以实现对低密度、低原子序数材料样品的高质量成像。
发明内容
本发明提供一种用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，可对SEM电子束轰击靶材后产生的二次电子进行有效屏蔽，解决了二次电子及其诱发的杂散光对X射线对成像质量造成不良影响的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，包括靶材和屏蔽盒，靶材放置于屏蔽盒内，屏蔽盒上设置至少一个入射口和至少一个出射口，并且扫描电子显微镜电子束由入射***入，轰击靶材后产生的X射线可从出射***出。
进一步的是：所述屏蔽盒的顶面为开口状，屏蔽盒的顶部配置可密封屏蔽盒的盖板，盖板上设置通孔并作为所述入射口，屏蔽盒的侧面或底面设置所述出射口，盖板由一种或者多种导体、半导体材料制成。
更进一步的是：所述盖板的一侧连接传动器，传动器可带动盖板密封屏蔽盒顶面开口或打开屏蔽盒顶面开口。
具体地，所述屏蔽盒和盖板均由一种或者多种导体、半导体材料制成。
具体地，所述传动器为继电器、压电位移台或者电动位移台。
进一步的是：所述屏蔽盒的出射口处还设置屏蔽片，屏蔽片可遮蔽所述出射口。
具体地，所述屏蔽片呈矩形、圆形或正多边形，屏蔽片由一种或者多种导体、半导体材料制成。
进一步的是：所述屏蔽盒内放置一个或多个靶材，每个靶材均在屏蔽盒上对应设置入射口和出射口。
具体地，所述靶材呈长方体、圆锥、楔形、平片形或至少前述两种形状的组合。
具体地，所述入射口的形状为方孔、圆孔或锥形孔。
本发明的有益效果是：扫描电子显微镜电子束轰击靶材后产生的二次电子由屏蔽盒进行有效屏蔽，避免二次电子及其诱发的杂散光对X射线成像质量的影响，保证成像的清晰。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构示意图。
图2是本发明第二实施例的结构示意图。
图3是本发明第三实施例的结构示意图。
图4是本发明第四实施例的结构示意图。
图中零部件、部位及编号：靶材1、屏蔽盒2、盖板3、出射口4、入射口5、扫描电子显微镜电子束入射方向6、X射线出射方向7、传动器8、屏蔽片9、传动器运动方向10、固定点11。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
第一实施例
如图1所示，用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，包括靶材1、屏蔽盒2和盖板3，屏蔽盒2的顶面为开口状，盖板3扣于屏蔽盒2上并可将屏蔽盒2密封。屏蔽盒2内放置一个靶材1，靶材1呈楔形，或者说呈三棱柱状，盖板3上设置一个圆形通孔并作为所述入射口5，屏蔽盒2的侧壁上设置一个出射口4，出射口4为设置于屏蔽盒2盒壁上的一个圆形的窗口。屏蔽盒2和盖板3均由一种或者多种导体、半导体材料制成。
扫描电子显微镜电子束由入射口5射入，轰击靶材1后产生的X射线可从出射口4射出，扫描电子显微镜电子束入射方向6与X射线出射方向7如图1中箭头所示。
第二实施例
如图2所示，用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，包括靶材1、屏蔽盒2和盖板3，屏蔽盒2的顶面为开口状，盖板3扣于屏蔽盒2上并可将屏蔽盒2密封。屏蔽盒2内放置一个靶材1，靶材1呈楔形，或者说呈三棱柱状，盖板3上设置一个圆形通孔并作为所述入射口5，屏蔽盒2的侧壁上设置一个出射口4，出射口4为设置于屏蔽盒2盒壁上的一个矩形的窗口。屏蔽盒2的侧面对应于出射口4处设置屏蔽片9，屏蔽片9呈矩形，且可完全遮蔽所述出射口4。屏蔽盒2和盖板3均由一种或者多种导体、半导体材料制成。
盖板3的一侧连接传动器8，传动器8的另一端固定于固定点11，传动器8伸缩带动盖板3往复移动，传动器运动方向10如图2中的箭头所示，实现密封屏蔽盒2顶面开口或打开屏蔽盒2顶面开口。具体地，传动器8为继电器、压电位移台或者电动位移台。扫描电子显微镜电子束由入射口5射入，轰击靶材1后产生的X射线可从出射口4射出，扫描电子显微镜电子束入射方向6与X射线出射方向7如图2中箭头所示。
第三实施例
如图3所示，用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，包括靶材1、屏蔽盒2和盖板3，屏蔽盒2的顶面为开口状，盖板3扣于屏蔽盒2上并可将屏蔽盒2密封。屏蔽盒2内放置一个靶材1，靶材1呈平片形，即靶材1呈薄板状。盖板3上设置一个圆形通孔并作为所述入射口5，屏蔽盒2的底面设置出射口4，出射口4为矩形的窗口。屏蔽盒2和盖板3均由一种或者多种导体、半导体材料制成。
扫描电子显微镜电子束由入射口5射入，轰击靶材1后产生的X射线可从出射口4射出，扫描电子显微镜电子束入射方向6与X射线出射方向7如图3中箭头所示。
第四实施例
如图4所示，用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，包括靶材1、屏蔽盒2和盖板3，屏蔽盒2的顶面为开口状，盖板3扣于屏蔽盒2上并可将屏蔽盒2密封。盖板3上设置三个圆形通孔并分别作为入射口5，屏蔽盒2内放置三个靶材1，三个靶材1分别为圆片状、圆柱+圆锥状、三棱柱状，三个入射口5分别对应于三个靶材1。屏蔽盒2的底部设置一个圆形窗口作为圆片状靶材1的出射口4。屏蔽盒2的侧面设置一个矩形的窗口作为另外两个靶材1的出射口4。矩形的窗口外侧还设置屏蔽片9，屏蔽片9呈矩形。屏蔽盒2和盖板3均由一种或者多种导体、半导体材料制成。
三束扫描电子显微镜电子束由三个入射口5射入，轰击靶材1后产生的X射线可从三个出射口4射出，扫描电子显微镜电子束入射方向6与X射线出射方向7如图4中箭头所示。

Claims (10)

1.用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：包括靶材(1)和屏蔽盒(2)，靶材(1)放置于屏蔽盒(2)内，屏蔽盒(2)上设置至少一个入射口(5)和至少一个出射口(4)，并且扫描电子显微镜电子束由入射口(5)射入，轰击靶材(1)后产生的X射线可从出射口(4)射出。
2.如权利要求1所述的用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：所述屏蔽盒(2)的顶面为开口状，屏蔽盒(2)的顶部配置可密封屏蔽盒(2)的盖板(3)，盖板(3)上设置通孔并作为所述入射口(5)，屏蔽盒(2)的侧面或底面设置所述出射口(4)，盖板(3)由一种或者多种导体、半导体材料制成。
3.如权利要求2所述的用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：所述盖板(3)的一侧连接传动器(8)，传动器(8)可带动盖板(3)密封屏蔽盒(2)顶面开口或打开屏蔽盒(2)顶面开口。
4.如权利要求2所述的用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：所述屏蔽盒(2)和盖板(3)均由一种或者多种导体、半导体材料制成。
5.如权利要求3所述的用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：所述传动器(8)为继电器、压电位移台或者电动位移台。
6.如权利要求1至5任一权利要求所述的用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：所述屏蔽盒(2)的出射口(4)处还设置屏蔽片(9)，屏蔽片(9)可遮蔽所述出射口(4)。
7.如权利要求6所述的用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：所述屏蔽片(9)呈矩形、圆形或正多边形，屏蔽片(9)由一种或者多种导体、半导体材料制成。
8.如权利要求1至5任一权利要求所述的用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：所述屏蔽盒(2)内放置一个或多个靶材(1)，每个靶材(1)均在屏蔽盒(2)上对应设置入射口(5)和出射口(4)。
9.如权利要求8所述的用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：所述靶材(1)呈长方体、圆锥、楔形、平片形或至少前述两种形状的组合。
10.如权利要求8所述的用于扫描电子显微镜中的X射线靶组件，其特征在于：所述入射口(5)的形状为方孔、圆孔或锥形孔。
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