CN220963232U - 一种扫描电子显微镜结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扫描电子显微镜结构，包括：显微镜圆筒组件；其特征在于：显微镜圆筒组件下方设置有样品室，样品室内部设置有真空组件；显微镜圆筒组件包括：显微镜圆筒，由上到下依次与显微镜圆筒内壁连接的电子枪、聚焦透镜、扫描线圈和物镜；显微镜圆筒的底部设置有若干极靴；样品室包括：设置在样品室内部的样品台，设置在样品室内壁的距离传感器和预警器，以及设置在样品室底部的二次电子探测器和反射电子探测器；显微镜圆筒底部与样品室连通，极靴设置在样品台的正上方；距离传感器和预警器通过光纤连接；预警器与外置控制器通过光纤连接。如果距离传感器发现样品距离极靴过近，预警器会发出警报并中断当前操作，防止样品或装置受损。

Description

一种扫描电子显微镜结构

技术领域

本实用新型涉及电子显微镜领域，尤其涉及一种扫描电子显微镜结构。

背景技术

扫描电子显微镜是用会聚成极细的电子束探针来扫描样品，通过收集电子束与样品相互作用后产生的信号电子，并通过信号采集时序和扫描时序同步，来实现样品的成像的电子光学显微成像设备。工作距离指调准焦点时，物镜极靴的边缘到样品平面之间的垂直距离。在进行实验时，通常可以改变样品的Z轴位置来调节工作距离，对于不同的样品和实验条件，可能需要不同的工作距离来准确聚焦。

在公开号CN218918782U中，该扫描电子显微镜包括钨灯丝电子枪、电压管、样品台和物镜。电压管与钨灯丝电子枪间隔设置，电压管内形成有通道，通道供钨灯丝电子枪发出的电子束通过，电压管包括间隔设置的第一电压管和第二电压管，第一电压管和第二电压管之间形成电势差以对电子束进行会聚；样品台设置在电压管背离钨灯丝电子枪的一侧。物镜设置在样品台和电压管之间。第一电压管和阴极之间形成较大的电场，克服空间电荷效应对束流亮度的限制，进而提升扫描电子显微镜的分辨率。但该扫描电子显微镜中的极靴与样品台的空间极为狭小，所以非常容易操作过度，调整过快使得实验样品触碰到极靴，造成极靴的损坏。

发明内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种扫描电子显微镜结构。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种扫描电子显微镜结构，包括：显微镜圆筒组件；所述显微镜圆筒组件下方设置有样品室，所述样品室内部设置有真空组件；

所述显微镜圆筒组件包括：显微镜圆筒，由上到下依次与所述显微镜圆筒内壁连接的电子枪、聚焦透镜、扫描线圈和物镜；所述显微镜圆筒的底部设置有若干极靴；

所述样品室包括：设置在所述样品室内部的样品台，设置在所述样品室内壁的距离传感器和预警器，以及设置在所述样品室底部的二次电子探测器和反射电子探测器；所述显微镜圆筒底部与所述样品室连通，所述极设置在所述样品台的正上方；所述距离传感器和所述预警器通过光纤连接；所述预警器与外置控制器通过光纤连接。本实用新型一个较佳实施例中：所述二次电子探测器用于检测样品表面产生的二次电子；所述反射电子探测器用于检测由于电子束与样品相互作用而发生的回散射电子和电子背散射。

本实用新型一个较佳实施例中：所述样品室与所述真空组件连通；所述真空组件包括：设置在所述样品室内壁上的真空测量仪表、设置在所述样品室底部的连接口和设置在样品室外部的真空装置，所述连接口与所述真空装置连通。

本实用新型一个较佳实施例中：所述样品室设置有密封推拉门，所述密封推拉门与所述样品台固定连接。

本实用新型一个较佳实施例中：所述样品台台面开设有若干用于插装样品器具的插孔，包括：中心插孔和若干环绕插孔，所述中心插孔位于所述样品台的中心位置，若干所述环绕插孔环绕设置在所述中心插孔的周向，所述中心插孔的直径大于所述环绕插孔的直径。

本实用新型一个较佳实施例中：所述电子枪与所述聚焦透镜、所述扫描线圈和所述物镜同轴心设置。

本实用新型一个较佳实施例中：所述真空组件包括：所述样品台侧面设置有与若干所述插孔对应连通的螺纹孔，样品器具的侧面设置有螺纹槽，通过螺栓连接所述螺纹孔和所述螺纹槽。

本实用新型一个较佳实施例中：所述样品台底部设置有样品台支柱；所述样品台支柱与所述样品台底座滑动连接。

本实用新型一个较佳实施例中：若干所述极靴沿所述显微镜圆筒底部均匀分布；所述极靴远离所述显微镜圆筒的一端向所述显微镜圆筒轴线折弯设置。

本实用新型一个较佳实施例中：所述极靴折弯角度为60°。

本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型具备以下有益效果：

(1)本实用新型在扫描电子显微镜的样品室内部加装有距离传感器，距离传感器用来监测极靴到样品顶部之间的距离，相较于现有技术CN218918782U，通过实时精确测量样品表面和极靴之间的距离，距离传感器可以帮助保持稳定的扫描状态，从而达到提高测量的精度、准确性、图像的质量和稳定性的需求。

(2)本实用新型在扫描电子显微镜的内部加装有距离传感器，距离传感器可以用来测量样品表面的深度信息，包括凹凸、突起和坑洞等结构，相较于现有技术CN218918782U，可以传输数据给外置控制器，进行三维重建，还原样品表面的真实形貌，为进一步的分析提供更多信息。

(3)本实用新型在扫描电子显微镜的样品室内部加装有预警器，预警器用于当极靴与样品顶部之间的距离超过预设的值时，预警器会发出预警并连接控制器中断当前操作，相较于现有技术CN218918782U，可以有效避免极靴与样品接触，造成极靴的损坏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；

图1是本实用新型的优选实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型的优选实施例的显微镜圆筒内部结构示意图；

图3是本实用新型的优选实施例的样品室内部结构示意图；

图4是本实用新型的优选实施例的显微镜圆筒内部结构剖面示意图；

图中：1、显微镜圆筒；2、电子枪；3、聚焦透镜；4、扫描线圈；5、物镜；6、极靴；10、样品台；11、样品台支柱；12、距离传感器；13、预警器；14、二次电子探测器；15、反射电子探测器；16、连接口。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，一种扫描电子显微镜结构，包括：显微镜圆筒组件；所述显微镜圆筒组件下方设置有样品室，所述样品室内部设置有真空组件；

真空组件包括：设置在所述样品室内壁上的真空测量仪表17、设置在所述样品室底部的连接口16和设置在样品室外部的真空装置，所述连接口16与外设的所述真空装置连通。用于抽取样品室内部的空气。真空测量仪表17用于装置启动时，实时监测和测量装置内部的真空状态；样品室表面设置有密封推拉门，样品室的密封推拉门与样品台10固定连接，拉取密封推拉门时，样品台10也会被一同带出来。

如图2和图4所示，所述显微镜圆筒组件包括：显微镜圆筒1，由上到下依次与所述显微镜圆筒1内壁连接的电子枪2、聚焦透镜3、扫描线圈4和物镜5；所述显微镜圆筒1的底部设置有若干极靴6；

电子枪2位于显微镜圆筒1内部，其主要作用是产生电子束。电子枪2通过加热或电压激励的方式，产生高能电子，这些电子经过加速和聚焦后，形成一束极细的电子束。

聚焦透镜3位于电子枪2下方，它的主要作用是对电子束进行聚焦，以增加成像的清晰度和分辨率。聚焦透镜3能够将电子束聚焦到一点，从而使得样品表面的细节能够更清晰地呈现在图像上。

扫描线圈4位于聚焦透镜3下方，其主要作用是控制电子束的扫描轨迹。扫描线圈4通过改变电流的方向和大小，使得电子束能够在样品表面进行精准的扫描。这有助于提高成像的速度和精度。

物镜5位于扫描线圈4下方，它的主要作用是将电子束的焦点汇聚到样品表面。

极靴6位于样品和物镜5之间，其主要作用是提供稳定的电场环境。

如图3所示，样品室包括：样品室内部包括：样品台10，设置在样品台10底部的支柱11、设置在样品室内壁上的距离传感器12、设置在样品室内壁上的预警器13、以及设置在样品室底部的二次电子探测器14和反射电子探测器15；样品台底座上设置有滑动支座，样品台支柱安装在滑动支座上，实现样品台支柱与样品台底座滑动连接。样品室内壁上设置有距离传感器12和预警器13；距离传感器12和预警器13通过光纤连接；预警器13与外置控制器通过光纤连接。

本实用新型使用时，将制备好的样品放置在样品台10上，将电子枪2***显微镜圆筒1中，接着，经过加速的电子束通过聚焦透镜3被聚焦到一点，以增加成像的清晰度和分辨率。聚焦透镜3由电磁线圈构成，通过调整线圈的电流可以精确控制透镜的焦距。然后，扫描线圈4可以控制电子束的大小和状态。物镜5用于将电子束的焦点汇聚到样品表面。

在样品和物镜5之间，设置有极靴6，极靴6能够提供稳定的电场环境。同时，距离传感器12被安装在样品室内壁上，用于实时监测样品与极靴6之间的距离。它将实时数据传输给预警器13，以便在出现距离异常时采取相应的措施。预警器13是一种保护装置，它根据距离传感器12的数据判断样品的位置和状态。如果距离传感器12发现样品距离极靴6过近，预警器13会立即发出警报并中断当前操作，防止样品受损或影响装置的正常工作。

电子束经过物镜5被聚焦到样品表面，扫描电子束与样品相互作用，激发出各种信号，如二次电子、反射电子等，这些信号被特制的探测器收集并传输给后续的信号处理***。接着，信号处理***将收集到的信号进行一系列的处理和转换，最终重建出样品的表面形貌和元素组成等信息，并将其转化为图像形式。这些图像可以实时显示在计算机屏幕上或存储在存储设备中。

以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种扫描电子显微镜结构，包括：显微镜圆筒组件；其特征在于：所述显微镜圆筒组件下方设置有样品室，所述样品室内部设置有真空组件；

所述显微镜圆筒组件包括：显微镜圆筒(1)，由上到下依次与所述显微镜圆筒(1)内壁连接的电子枪(2)、聚焦透镜(3)、扫描线圈(4)和物镜(5)；所述显微镜圆筒(1)的底部设置有若干极靴(6)；

所述样品室包括：设置在所述样品室内部的样品台(10)，设置在所述样品室内壁的距离传感器(12)和预警器(13)，以及设置在所述样品室底部的二次电子探测器(14)和反射电子探测器(15)；所述显微镜圆筒(1)底部与所述样品室连通，所述极靴(6)设置在所述样品台(10)的正上方；所述距离传感器(12)和所述预警器(13)通过光纤连接；所述预警器(13)与外置控制器通过光纤连接。

2.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜结构，其特征在于：所述样品室与所述真空组件连通；所述真空组件包括：设置在所述样品室内壁上的真空测量仪表(17)、设置在所述样品室底部的连接口(16)和设置在样品室外部的真空装置，所述连接口(16)与所述真空装置连通。

3.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜结构，其特征在于：所述距离传感器(12)和所述预警器(13)对称安装在样品室内壁上。

4.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜结构，其特征在于：所述样品台(10)台面开设有若干用于插装样品器具的插孔，包括：中心插孔和若干环绕插孔，所述中心插孔位于所述样品台(10)的中心位置，若干所述环绕插孔环绕设置在所述中心插孔的周向，所述中心插孔的直径大于所述环绕插孔的直径。

5.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜结构，其特征在于：所述电子枪(2)与所述聚焦透镜(3)、所述扫描线圈(4)和所述物镜(5)同轴心设置。

6.根据权利要求4所述的一种扫描电子显微镜结构，其特征在于：所述样品台(10)侧面设置有与若干所述插孔对应连通的螺纹孔，样品器具的侧面设置有螺纹槽，通过螺栓连接所述螺纹孔和所述螺纹槽。

7.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜结构，其特征在于：所述样品台(10)底部设置有样品台支柱(11)；所述样品台支柱(11)与所述样品台底座滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜结构，其特征在于：所述样品室设置有密封推拉门，所述密封推拉门与所述样品台(10)固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜结构，其特征在于：若干所述极靴(6)沿所述显微镜圆筒(1)底部均匀分布；所述极靴(6)远离所述显微镜圆筒(1)的一端向所述显微镜圆筒(1)轴线折弯设置。

10.根据权利要求9所述的一种扫描电子显微镜结构，其特征在于：所述极靴(6)折弯角度为60°。