一种探测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种探测系统，属于扫描电子显微镜技术领域，能够解决当前EBSD测试时必须样品台旋转、硬件限制所导致的测试角度受限、样品容易掉落、容易碰撞的问题；该系统包括第一物镜、第二物镜、EBSD探测器、样品台和PC端；第一物镜设于样品台正上方，第二物镜设于样品台斜上方；第一物镜和第二物镜的电子束会聚在样品表面的同一位置；EBSD探测器设于样品台的斜上方、第二物镜的对侧，并与PC端连接；第一物镜的电子束在样品表面的入射角度为90

【技术实现步骤摘要】
一种探测系统


[0001]本技术涉及扫描电子显微镜
，尤其涉及一种探测系统。

技术介绍

[0002]电子背散射衍射(EBSD)技术目前已很成熟，可广泛用于晶粒取向、微区织构、取向关系、惯习面测定及物相鉴定、应变分布测定、晶界性质研究和晶格常数等测定。与常用的X
‑
ray衍射、TEM中的选区电子衍射相比具有其自身的特点。尤其是安装在扫描电镜上时，使扫描电镜具有形貌观察、结构分析和成分测定(配备能谱和波谱)的功能，成为一种综合分析仪器。
[0003]EBSD是SEM的成熟附件，用于表征微观组织。EBSD采集的数据是呈空间分布的，可以用面分布图和图像来显示，从而可以详细检查不同样品的局部特征。EBSD是一种高度自动化的技术，现代的商业系统能够每秒分析数千个衍射花样：这使得利用高空间分辨率扫描样品表面，采集所有需要的数据，来进行整体的微观组织表征成为可能。
[0004]目前EBSD技术的应用领域集中于多种多晶体材料—工业生产的金属和合金、陶瓷、半导体、超导体、矿石—以研究各种现象，如热机械处理过程、塑性变形过程、与取向关系有关的性能(成型性、磁性等)、界面性能(腐蚀、裂纹、热裂等)、相鉴定等。
[0005]当电子束轰击到样品表面时，EBSD提供了轰击处样品详细的晶体学性质信息；ESBD通常与能谱仪(EDS)结合使用，可以补充分析测量样品的成分。因此集成了EBSD和EDS的测量系统，提供了更全面的微观组织表征，包括：相鉴定、相分布、晶粒尺寸数据、晶界表征、织构(晶体择优取向的程度)、局部应变变化。所有这些信息都可以从一个EBSD数据集导出，其空间分辨率可达nm尺度，样品分析区域可覆盖若干mm2。
[0006]在实际使用EBSD探测器采集信息时，需要样品表面与水平面呈70
°
左右。因为倾斜角越大，背散射电子越多，形成的电子背散射衍射花样(EBSP)花样越强。但是由于硬件原因，包括受几何设计与仪器设计影响，目前的样品台无法旋转达到70
°
及以上角度，且旋转角度过大时会撞到物镜(物镜侧面角度一般为50
°
)。这就使得操作困难，并且无法采集到更高质量的图像。
[0007]因此，有必要研究一种新的探测系统来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本技术提供了一种探测系统，能够解决当前EBSD测试时必须样品台旋转、硬件限制所导致的测试角度受限、样品容易掉落、容易碰撞的问题。
[0009]本技术提供一种探测系统，所述系统包括第一物镜、第二物镜、EBSD探测器、样品台和PC端；
[0010]所述第一物镜设于所述样品台正上方，所述第二物镜设于所述样品台斜上方；所述第一物镜和所述第二物镜的电子束会聚在样品表面的同一位置；EBSD探测时，通过所述
第二物镜实现电子束在样品表面的斜向入射；
[0011]所述EBSD探测器设于所述样品台的斜上方、所述第二物镜的对侧，并与所述PC端连接。
[0012]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一物镜的电子束在所述样品表面的入射角度为90
°
；
[0013]所述第二物镜的电子束在所述样品表面的入射角度为5
°‑
20
°
。
[0014]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述EBSD探测器包括光屏、CCD相机和前置散射探测器件；
[0015]所述光屏设于所述CCD相机的前端，所述前置散射探测器件设于所述光屏的边缘处，呈倾斜状态，在采集EBSD数据之前，用于生成样品微观组织图像，可以成原子序数衬度像或取向衬度像，帮助后续设置EBSD实验采集数据。
[0016]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述前置散射探测器件能够尽可能地靠近所述样品表面。
[0017]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述光屏为磷光屏。
[0018]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述CCD相机为低光敏感性CCD相机；所述CCD相机的灰度≥12bit，空间分辨率≥1300
×
1024。
[0019]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括离子研磨仪，所述离子研磨仪设于所述样品的正侧面，并与所述PC端连接。
[0020]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括EDS探测器；
[0021]所述EDS探测器设于所述第一物镜的侧边，并与所述PC端连接。
[0022]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括CL荧光探测器；
[0023]所述CL荧光探测器设于所述第一物镜的斜下方、所述样品的斜上方，并与所述PC端连接。
[0024]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括BSE探测器；
[0025]所述BSE探测器设于所述第一物镜的电子束的外周、所述第二物镜和所述EBSD探测器的内侧，并与所述PC端连接。
[0026]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括SE探测器；
[0027]所述SE探测器设于所述第一物镜的下方、所述样品的上方，并与所述PC端连接。
[0028]与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本技术通过在侧边增设第二物镜的方式突破传统EBSD测试的硬件限制，能够得到满意的入射角度；且EBSD测试时无需样品台旋转，直接通过改变第二物镜电子束的入射角度实现优异的EBSD测试效果，避免了传统EBSD测试时样品台旋转与主物镜发生碰撞的可能；
[0029]上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：本技术的EBSD测试可以与EDS探测、SE探测(用于采集X射线)、CL荧光结合同时使用，减少操作时间，可以
提高信号采集效率，操作安全性大大增加，这是传统依靠样品台旋转的EBSD测试无法实现的；由于EDS需要垂直电子束轰击样品表面探测样品表面信息，EBSD需要倾斜电子束轰击样品激发出背散射电子，背散射电子射出时与内部晶面发生布拉格衍射形成菊池花样，因此传统单物镜且依赖样品台旋转的EBSD测试方式是无法和EDS测试同时进行的，在需要两者测试数据时，需要分别进行测试，存在诸多不便；
[0030]上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：本技术通过添加一个第二物镜，使得角度可以在5
°
到20
°
之间(相当于传统的70
°
或85
°
之间)；因为倾斜角越大，背散射电子越多，形成的EBSP花样越强，由于本技术新增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探测系统，其特征在于，所述系统包括第一物镜、第二物镜、EBSD探测器、样品台和PC端；所述第一物镜设于所述样品台正上方，所述第二物镜设于所述样品台斜上方；所述第一物镜和所述第二物镜的电子束会聚在样品表面的同一位置；所述EBSD探测器设于所述样品台的斜上方、所述第二物镜的对侧，并与所述PC端连接。2.根据权利要求1所述的探测系统，其特征在于，所述第一物镜的电子束在所述样品表面的入射角度为90
゜
；所述第二物镜的电子束在所述样品表面的入射角度为5
°‑
20
°
。3.根据权利要求1所述的探测系统，其特征在于，所述EBSD探测器包括光屏、CCD相机和前置散射探测器件；所述光屏设于所述CCD相机的前端，所述前置散射探测器件设于所述光屏的边缘处。4.根据权利要求3所述的探测系统，其特征在于，所述光屏为磷光屏。5.根据权利要求3所述的探测系统，其特征在于，所述CCD相机为低光敏感性C...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伟，胡继闯，陈志明，张景龙，张子豪，牛辉，
申请(专利权)人：纳克微束北京有限公司，
类型：新型
国别省市：