[发明专利]一种测量扫描电镜电子束流的法拉第杯

说明书

本发明提供了一种测量扫描电镜电子束流的法拉第杯，其可以精确测量扫描电镜入射电子束流强度，且其结构简单、操作方便。其包括：杯盖，其包括一厚度方向贯穿的入射孔；杯体，其包括有一厚度方向内凹的内凹盲孔；绝缘底托，其用于隔绝样品台和杯体；所述杯盖盖装于所述杯体的上表面，所述入射孔朝向所述内凹盲孔设置；其还包括有一绝缘导线，所述绝缘导线的内层金属芯一端连接所述杯体，所述绝缘导线的内层金属芯的另一端用于连接高精度测电流装置；所述杯盖和杯体均为导体材质，所述绝缘底托为绝缘材料。

技术领域

本发明涉及扫描电镜的技术领域，具体为一种测量扫描电镜电子束流的法拉第杯。

背景技术

扫描电镜在材料科学、冶金、生物医学、地质勘探等领域有着广泛的应用，其中，表征扫描电镜的工作性能的指标之一就是电子束的电流大小，因为电子束流的强度和电子束流强度的大小线性相关，而电子束流强度将直接影响最终的成像分辨率。因此，实现对束流电流大小的高精度测量是有必要的。对扫描电镜入射电子的电流强度的精确测量需要解决如下几个问题：1.需要有一个可以收集入射电子的收集装置，即法拉第杯或法拉第笼；2.可将法拉第杯收集到的电子记录下来，通过电流大小实现量化的仪器，即高灵敏度电流表或集成的束流测试硬件系统；3.入射电子轰击法拉第杯内壁之后，会产生大量的二次电子、背散射电子、俄歇电子等，这些电子也需要被收集起来以防止逃出，影响电流强度的测量。4.法拉第杯需要与样品台绝缘，这样可避免入射电子产生的电流经过样品台流出。

除了对法拉第杯内壁结构的设计，使得因为入射电子轰击产生的大量二次电子、背散射电子、俄歇电子等电子信号尽可能少地从入射孔逸出，也可以使用特殊材料如高导电性石墨来减少材料因入射电子轰击而产生的电子数量，提高信号的收集效率。当前商业化的法拉第杯虽然结构简单、但均需要额外的测试系统集成，并且价格昂贵，测试效率仍未达到最优。因此，需要设计一种成本低、结构简单、加工方便、易于集成且测试效率高的新型法拉第杯，用于精确测量扫描电镜的电子束流，提高电镜的分辨率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种测量扫描电镜电子束流的法拉第杯，其可以精确测量扫描电镜入射电子束流强度，且其结构简单、操作方便。

一种测量扫描电镜电子束流的法拉第杯，其特征在于，其包括：

杯盖，其包括一厚度方向贯穿的入射孔；

杯体，其包括有一厚度方向内凹的内凹盲孔；

绝缘底托，其用于隔绝样品台和杯体；

所述杯盖盖装于所述杯体的上表面，所述入射孔朝向所述内凹盲孔设置；

其还包括有一绝缘导线，所述绝缘导线的内层金属芯一端连接所述杯体，所述绝缘导线的内层金属芯的另一端用于连接高精度测电流装置；

所述杯盖和杯体均为导体材质，所述绝缘底托为绝缘材料。

其进一步特征在于：

所述杯盖为带有第一厚度的第一圆柱体，所述杯体为带有第二厚度的第二圆柱体，所述第二厚度大于第一厚度，所述第一圆柱体的直径等于第二圆柱体的直径；

所述杯盖和杯体均为黄铜材质，所述绝缘底托为ECTFE树脂材料；

其还包括有一石墨柱体，所述石墨柱体插装于所述内凹盲孔内，所述石墨柱体的上表面为斜面，所述石墨柱体的上表面和杯体的上平面之间留有间距；

所述杯体的底部设置有预留顶出孔，所述预留顶出孔的上部连通至所述内凹盲孔，所述预留顶出孔用于将石墨柱体顶出内凹盲孔，方便组装和拆卸作业；

所述入射孔包括厚度方向的上部微孔、下部锥形口，所述锥形口的顶部连通微孔，所述锥形口的下部直径和所述内凹盲孔的直径相同，杯盖盖装于所述杯体后、所述锥形口位于所述内凹盲孔的正上方布置；