Передмова

Бурхливий розвиток різних галузей плівкового матеріалознавства (мікро- і наноелектроніка, мікроприладобудування, сенсорна техніка) є постійним стимулом розвитку необхідної експериментальної техніки. Мова йде насамперед про сучасні методи просвічуючої і растрової електронної мікроскопії високої розрізнювальної здатності, про методи аналізу хімічного та елементного складу плівкових матеріалів. Поряд з цим методи електронографії, дифракції повільних електронів, рентгено-фазового аналізу, які були достатньо розвинутими ще до появи ПЕМ, РЕМ і різних спектральних методів аналізу (РМА, ОЕС, РОР, ВІМС і т.п.), не втрачають своєї значущості, а у сукупності зі зазначеними сучасними методами стають ще більш ефективними. Мета даного посібника полягає у вирішенні двох завдань – узагальненні широкої інформації про будову та принцип роботи електронно-променевих і спектральних приладів та у викладенні експериментальних методів аналізу кристалічної структури, фазового й хімічного складу методами ПЕМ, РЕМ, РМА, ОЕС, ВІМС та іншими сучасними методами.

Автори адресують посібник студентам і аспірантам фізико-технічних спеціальностей, проте він може знайти свого читача і серед викладачів ВНЗ та науковців.

Нами був використаний багаторічний досвід читання курсів “Електронні та іонні прилади” і “Прилади і методи дослідження” на старших курсах спеціальності “Електронні прилади і пристрої”.

Ми хочемо подякувати рецензентам проф.
Воробйову Г.С., проф. Галущаку М.О. і доц. Зелеву С.П. за цінні зауваження щодо змісту посібника, а також аспірантам Лисенко М.О., Пазусі І.М., Степаненку А.О. та інженеру Ткач О.П. за неоціниму допомогу при підготовці рукопису до друку.

Частина 1 Будова та принцип роботи
електронно-променевих приладів

Вступ

За останні 50 років прилади з електронним зондом стали одним із головних і незамінних інструментів для проведення досліджень у галузі фізики, матеріалознавства, інженерії, медицини, біології тощо. Електронним мікроскопам як приладом та електронній мікроскопії як методу досліджень завдячує сучасна мікроелектроніка, де вони використовуються на стадії наукових досліджень із плівкового і напівпровідникового матеріалознавства та у технологічному процесі для виконання контрольних і тестових операцій.

Історично найбільше поширення серед електронних мікроскопів отримали растровий та просвічуючий мікроскопи з електромагнітними лінзами, опису принципу роботи яких буде присвячено другий і третій розділи цього посібника. Важливі питання взаємодії пучка електронів з твердим тілом та підготовки зразків для мікроскопії розглядаються відповідно у першому та п’ятому розділах.

З 1980-х років починають використовуватися мікроскопи нового типу - скануючі, атомно-силовий і тунельний. Цим приладам частково буде присвячено четвертий розділ, де також ми коротко зупинимося на електронних мікроскопах спеціального призначення, які не отримали широкого використання з тих чи інших причин.