Принципиальная схема электронографа

Картину электронной дифракции изучают по электронограммам, полученным на фотопластинках в специальном высоковакуумном приборе – электронографе. Схема электронографа приведена на рис.6.1.

Рис.6.1. Схема электронографа: а – съемка на просвет; б ­­– съемка на отражение.

Источником электронов в ЭГ (термоэлектронная эмиссия) является вольфрамовая накаливаемая нить – катод 1, находящийся под отрицательным по отношению к аноду 2 напряжением. Электроны, ускоренные в промежутке катод–анод, проходят через отверстие в аноде слегка расходящимся пучком и попадают в поле электромагнитных линз 3 (одна или две). Фокус последней электромагнитной линзы лежит в плоскости 5 – экрана или фотопластинки. Магнитные линзы собирают пучок электронов и направляет его через диафрагму 6 на образец 4. Это либо тонкая пленка вещества (при съемке “на просвет”) либо поверхность массивного образца (при съемке “на отражение”).

Объект в электронографе закрепляется в объектодержателе, который позволяет изменять ориентацию образца по отношению к падающему лучу с тремя степенями свободы без нарушения вакуума. В случае необходимости в электронографе имеется устройство для контролируемого нагрева (охлаждения), деформации образца или устройства, позволяющие наблюдать начальные стадии процесса конденсации или испарения какого-либо вещества, для чего служат специально разработанные объектодержатели.

Предварительное наблюдение картины производится на флюоресцентном экране (выбор участков, наводка на резкость и т.д.). Регистрация дифракционной картины производится фотокамерой со шторным затвором. В фотокамере имеется магазин кассет с фотопластинками (12 или 28 штук), которые могут меняться без нарушения вакуума в электронографе.

Поток электронов, проходя через образец 4, дает на фотопластинке дифракционную картину. Съемку “на отражение” производят от плоского шлифа, поставленного так, что электронный луч практически скользит по его поверхности, образуя с ней угол в несколько минут. Край образца при этом экранирует часть электронограммы и позволяет получать на фотопластинке только половину дифракционной картины. Информация, которую несет в себе такая электронограмма, относится только к поверхностному слою.

Расстояние образец-фотопластинка L фиксировано и точно известно (максимальное ~735 мм – очень большое расстояние, но напомним, что углы дифракции q – очень малы, поэтому большое расстояние необходимо для хорошего разрешения дифракционной картины). От расстояния L зависит разрешающая способность прибора. Ускоряющее напряжение обычно может меняться ступенями: 40, 60, 80 и 100 кВ (ток 0,05–0,1 мА).

Помимо горизонтальных электронографов широко внедряются также вертикальные. Кроме того электронограммы можно получать и в любом современном электронном микроскопе.