PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 12/16

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. H01J 37/26 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Zintegrowany, miniaturowy, transmisyjny mikroskop elektronowy (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 12/16 (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/17 (72) Twórca(y) wynalazku: MICHAŁ KRYSZTOF, Polkowice, PL TOMASZ GRZEBYK, Wrocław, PL ANNA GÓRECKA-DRZAZGA, Wrocław, PL JAN DZIUBAN, Wrocław, PL

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest zintegrowany, miniaturowy, transmisyjny mikroskop elektronowy typu MEMS wykonany metodami mikro inżynieryjnymi. Mikroskop elektronowy wykorzystuje wiązkę elektronową do penetracji preparatów i generacji sygnałów użytkowych w ich wnętrzu. Sygnały, odbierane przez szereg różnych detektorów, są wykorzystywane do analizy właściwości preparatu, tj. topografii, składu, układu krystalograficznego, właściwości elektrycznych, itp. Klasyczny mikroskop elektronowy jest urządzeniem próżniowym. Wysoka próżnia wymagana jest w celu wytworzenia wiązki elektronowej oraz do zapewnienia warunków do działania większości detektorów używanych w tej technice badawczej. Wysokopróżniowy mikroskop elektronowy znajduje zastosowanie w badaniu preparatów przewodzących i o niskiej prężności par. Preparaty nieprzewodzące muszą być wcześniej odpowiednio przygotowane, np. pokryte warstwą przewodzącą. W ostatnich latach obserwuje się rozwój tzw. środowiskowych mikroskopów elektronowych. Zbudowane są one podobnie jak klasyczne mikroskopy elektronowe, jednak kolumna elektronooptyczna, w której nadal musi panować wysoka próżnia, oddzielona jest od komory przedmiotowej, obszarem próżni pośredniej (ok hpa) zawartej między dwiema aperturami dławiącymi przepływ gazu. Obszar ten jest podłączony do dodatkowej pompy próżniowej. Do komory przedmiotowej natomiast można dozować gazy robocze, np. parę wodną, o ciśnieniu odpowiadającym prężności par badanych materiałów biologicznych (ok. 10 hpa), dzięki temu nie jest potrzebne suszenie, bądź mrożenie tych materiałów, natomiast materiały nieprzewodzące mogą być badane bez pokrywania ich warstwą przewodzącą. Innym rozwiązaniem umożliwiającym badania materiałów biologicznych jest zastosowanie komór biologicznych, które mogą być umieszczane w komorze przedmiotowej mikroskopu, zaopatrzonych w specjalne okna wizyjne zbudowane z bardzo cienkich membran przepuszczających elektrony. W ostatnich latach podejmuje się rozliczne próby miniaturyzacji mikroskopów elektronowych i/lub ich podzespołów. Zmniejszenie wymiarów może prowadzić do otrzymania instrumentów przenośnych, możliwych do aplikacji w dotychczas niedostępnych rozwiązaniach technicznych (w urządzeniach kosmicznych, sondach międzyplanetarnych), biomedycznych (przenośne laboratoria bakteriologiczne/chemiczne), itp. W literaturze przedmiotu opisuje się szereg rozwiązań szczegółowych, dotyczących podzespołów jak i kompletnych mikroskopów o małych wymiarach całkowitych. Z publikacji M. Despont, Electron-beam microcolumn fabrication and testing, Microelectronic Engineering 30 (1996) 69 72, znana jest miniaturowa kolumna elektronooptyczna, której grubość wynosi ok. 4 mm, a soczewki elektronowe tej kolumny wytworzone są metodami mikroinżynieryjnymi MEMS ze szkła i krzemu. W urządzeniu możliwe jest skupianie i odchylanie wiązki elektronowej. Kolumna ma znaleźć zastosowanie w urządzeniu do elektronolitografii, sprawdza się również jako kolumna elektronooptyczna w miniaturowym mikroskopie elektronowym. W zgłoszeniu patentowym US B2 opisany jest przenośny mikroskop elektronowy wykorzystujący mikrokolumnę elektronooptyczną o minimalnej długości 10 mm. Cały aparat jest jednak obudowany komorą próżniową o wymiarach 400 mm x 500 mm x 400 mm i dodatkowo do jego pracy wymagane jest użycie klasycznych pomp próżniowych. W zgłoszeniu patentowym P opisano mikromechaniczną, jonowo-sorpcyjną pompę próżniową. Pompa ma budowę warstwową i Pompa charakteryzuje się tym, że katoda połowa znajduje się poniżej anody i jest od niej oddzielona dystansownikiem dolnym wykonanym ze szkła, w którym wykonany jest otwór dolny o osi pokrywającej się z osiami otworów środkowego w anodzie i górnego w dystansowniku górnym, przy czym do anody przyłożone jest napięcie U 2 z zakresu od 500 V do 1000 V względem katody, zaś potencjał U 1 kolektora względem katody stanowi od 70% do 80% napięcia katody względem anody, natomiast powierzchnia kolektora jest pokryta warstwą tytanu. Z artykułu A1 autorstwa T. Grzebyka, A. Góreckiej-Drzazgi, i J. Dziubana, Glow-discharge ionsorption micropump, Sensors & Actuators B, 208 (2014) znana jest mikropompa próżniowa, która składa się kolejno z katody mikropompy, dystansownika, anody mikropompy, drugiego dystansownika oraz drugiej katody mikropompy oraz dwóch magnesów znajdujących się po obu stronach mikropompy. Z publikacji A. Zlatkin, N. Garcia, Low-energy (300eV) versatile scanning electron microscope with 30 nm resolution, Microelectronic Engineering 45 (1999) 39 46, znany jest miniaturowy mikroskop

3 PL B1 3 elektronowy. Do ogniskowania wiązki elektronowej wykorzystywany jest w nim układ elektrod o wymiarach 1 x 1 x 0,05 cm 3 wykonany metodami mikroinżynieryjnymi. Całość również wykorzystuje klasyczną komorę próżniową do zapewnienia warunków niezbędnych do pracy. Z publikacji M. Miyoshi et ah, Miniaturized finger-size electron-beam column with ceramic-type lenses for scanning electron microscopy, Journal of Vacuum Science & Technology B, 22 (2004) znana jest mikrokolumna elektronooptyczna wykonana z ceramiki. Na odpowiednio uformowany, wydrążony walec z ceramiki naniesione są od wewnątrz metalowe elektrody tworzące soczewki elektrostatyczne. Część z elektrod podzielona jest na 4 lub 8 części tworząc kwadrupolowe i oktapolowe deflektory. Taka mikrokolumna może być wykorzystana do wyprodukowania skaningowego mikroskopu elektronowego typu walizkowego, jednak sama nie jest autonomicznym urządzeniem. Z publikacji I. Honjo, Miniature electron beam column with a silicon micro field emitter, Journal of Vacuum Science & Technology B, 15 (1997) znany jest przykład wyrzutni elektronowej wykonanej metodami mikroinżynieryjnymi MEMS współpracującej z kolumną elektronooptyczną wytworzoną za pomocą technik klasycznej mechaniki precyzyjnej. Problemem technicznym, rozwiązywanym przez przedstawiony wynalazek jest wspólna cecha opisywanych w literaturze przedmiotu rozwiązań, polegająca na tym, że atmosfera wysokiej próżni, konieczna do działania mikroskopów elektronowych, wytwarzana jest przez zewnętrzne, stosunkowo duże układy pompujące. Mimo że podzespoły, a nawet pełne mikroskopy, są zminiaturyzowane, to łącznie z urządzeniami wytwarzania i podtrzymywania próżni w dalszym ciągu są duże i nie mogą być traktowane jako instrumenty miniaturowe. Istota zintegrowanego miniaturowego transmisyjnego mikroskopu elektronowego typu MEMS, wykonanego metodami mikroinżynieryjnymi z wykorzystaniem bondingu anodowego, według wynalazku polega na tym, że ma próżnio szczelne komory: kolumnę elektronooptyczną oraz połączoną z nią mikropompę próżniową, wykonaną podobnie jak w artykule A1 przytoczonym w części dotyczącej stanu techniki, przy czym kolumna elektronooptyczna oraz mikropompa próżniowa zbudowane są z ułożonych naprzemiennie elektrod i dystansowników, z których, poza skrajnymi elektrodami, elementy te posiadają współśrodkowe, przelotowe otwory, stanowiących jednocześnie ich obudowy oraz łącznik pomiędzy nimi, przy czym przynajmniej dwa kolejne dystansowniki, w których wykonano mikrokanały łączące obie komory i znajdująca się pomiędzy nimi elektroda, są wspólne dla obu komór. Korzystnie, kolumna elektronooptyczna składa się z co najmniej siedmiu podłoży krzemowych i co najmniej sześciu podłoży szklanych, kolejno z katody, stanowiącej podstawę dolną, dystansownika katody, bramki, dystansownika bramki, pierwszej elektrody soczewki, dystansownika pierwszej elektrody soczewki, drugiej elektrody soczewki, dystansownika drugiej elektrody soczewki, trzeciej elektrody soczewki, dystansownika trzeciej elektrody soczewki, deflektora, dystansownika deflektora i anody, stanowiącej podstawę górną, w środku której znajduje się membrana przepuszczalna dla elektronów, nad którą znajduje się układ detekcyjny, mikropompa próżniowa ma zaś kolejno katodę dolną, wspólny z kolumną elektronooptyczną dystansownik bramki, w którym wykonany jest pierwszy kanał łączący ją z kolumną elektronooptyczną, pierwszą elektrodę soczewki, wspólną z kolumną elektronooptyczną, dystansownik pierwszej elektrody soczewki również wspólny z kolumną elektronooptyczną, z wykonanym drugim kanałem oraz katoda górna, przy czym do dolnej powierzchni katody dolnej i do górnej powierzchni katody górnej przytwierdzone są magnesy połączone klamrą z materiału ferromagnetycznego, natomiast katody w mikropompie próżniowej są ze sobą połączone elektrycznie. Korzystnie, na katodę naniesiona jest warstwa materiału emisyjnego, najkorzystniej nanorurek węglowych, o powierzchni od 0,1 x 0,1 mm 2 do 3 x 3 mm 2. Korzystnie, katoda jest spolaryzowana ujemnie napięciem od -500 do V. Korzystnie, bramka ma potencjał od -250 do -750 V, a otwór w bramce ma wymiary od 0,5 x 0,5 mm 2 do 5 x 5 mm 2. Korzystnie, w pierwszej, drugiej i trzeciej elektrodzie soczewki otwory mają te same wymiary, większe bądź równe niż otwór w bramce, od 1 x 1 mm 2 do 5 x 5 mm 2. Korzystnie, membrana ma wymiary od 0,5 x 0,5 mm 2 do 2 x 2 mm 2 i grubość od 100 nm do 1 µm. Korzystnie, membrana wykonana jest z azotku krzemu, tlenku krzemu albo krzemu. Korzystnie, anoda utrzymywana jest na potencjale masy. Korzystnie, deflektor jest podzielony na 4 albo 8 części, a każda z tych części wykonana jest na jednym podłożu krzemowym, w taki sposób, że w centralnej części podłoża wykonany jest współśrodkowy

4 4 PL B1 z innymi otworami otwór o wymiarach od 1 x 1 mm 2 do 5 x 5 mm 2, a reszta podłoża podzielona jest na równe części ułożone symetrycznie wokół otworu. Korzystnie, dystansowniki wykonane są w postaci płytek szklanych, w których otwory mają wymiary większe niż wymiary największego otworu w elektrodach. Korzystnie, w części mikropompy próżniowej środkowa elektroda ma otwór w postaci matrycy otworów. Korzystnie, na katodę górną i dolną napylona jest warstwa tytanu. Korzystnie, na obie katody mikropompy próżniowej przyłożone jest napięcie od -400 V do -4 kv. Korzystnie, wewnątrz komór panuje próżnia początkowa rzędu 1 hpa. W pierwszym wariancie wykonania, układ detekcyjny elektronów jest zbudowany w ten sposób, że na anodzie znajduje się dystansownik detektora w postaci kolejnego podłoża szklanego z wykonanym otworem współśrodkowym z membraną, do górnej powierzchni dystansownika detektora jest zaś dołączona dioda p-i-n. W innym, najkorzystniejszym wariancie wykonania układu detekcyjnego, na anodzie znajduje się dystansownik detektora z komorą wykonaną współśrodkowo z membraną, do której to komory prowadzą kanały: wlotowy i wylotowy, komorę zaś przykrywa membrana detektora, natomiast na dystansowniku detektora znajduje się kolejne podłoże krzemowe, w którego środku wytrawione jest zagłębienie, tak, że widoczna jest membrana detektora, zaś na tym podłożu zamocowana jest matryca CCD. Zaletami wynalazku są małe wymiary urządzenia, możliwość zastosowania mikroskopu elektronowego w dowolnym miejscu, nie tylko w wyspecjalizowanych laboratoriach. Zastosowanie technik mikroinżynieryjnych do produkcji mikroskopu elektronowego pozwoli na wielkoseryjną produkcję, eliminuje konieczność stosowania zewnętrznej próżniowej obudowy. Integracja mikroskopu z mikropompą próżniową wydłuża czas poprawnej pracy źródła elektronów, niweluje efekty starzeniowe i pozwala uzyskać wyższe napięcia przyspieszające, a co za tym idzie lepsze sygnały końcowe na detektorze. Mikroskopy elektronowe, zarówno próżniowe, jak i środowiskowe, używane są w wielu dziedzinach nauki. Są to jednak urządzenia duże i drogie. Zmniejszenie wymiarów czyni takie urządzenia przenośnymi oraz zmniejsza zużycie mocy. Wynalazek jest bliżej przedstawiony w przykładach realizacji i w oparciu o rysunek, którego fig. 1 przedstawia konstrukcję mikroskopu w wariancie z detektorem w postaci diody p-i-n, natomiast fig. 2 wariant z matrycą CCD. P r z y k ł a d 1 Zintegrowany, miniaturowy, transmisyjny mikroskop elektronowy typu MEMS, wykonany metodami mikroinżynieryjnymi z wykorzystaniem bondingu anodowego, ma próżnioszczelne komory: kolumnę elektronooptyczną 1 oraz połączoną z nią mikropompę próżniową 2 wykonaną podobnie jak w artykule A1 przytoczonym w stanie techniki. Kolumna elektronooptyczna 1 składa się z siedmiu podłoży krzemowych i sześciu podłoży szklanych, kolejno z katody 3, stanowiącej podstawę dolną, dystansownika katody 4, bramki 5, dystansownika bramki 6, pierwszej elektrody soczewki 7, dystansownika pierwszej elektrody soczewki 8, drugiej elektrody soczewki 9, dystansownika drugiej elektrody soczewki 10, trzeciej elektrody soczewki 11, dystansownika trzeciej elektrody soczewki 12, deflektora 13, dystansownika deflektora 14 i anody 15, stanowiącej podstawę górną, w środku której znajduje się membrana 16 przepuszczalna dla elektronów, nad którą znajduje się układ detekcyjny. Mikropompa próżniowa 2 ma zaś kolejno katodę dolną 17, wspólny z kolumną elektronooptyczną dystansownik bramki 6, w którym wykonany jest pierwszy kanał 18 łączący ją z kolumną elektronooptyczną 1, pierwszą elektrodę soczewki 7, wspólną z kolumną elektronooptyczną 1, dystansownik pierwszej elektrody soczewki 8 również wspólny z kolumną elektronooptyczną 1, z wykonanym drugim kanałem 19 oraz katoda górna 20, przy czym do dolnej powierzchni katody dolnej 17 i do górnej powierzchni katody górnej 20 przytwierdzone są magnesy 21 połączone klamrą 22 z materiału ferromagnetycznego, natomiast katody dolna 17 i górna 20 w mikropompie próżniowej 2 są ze sobą połączone elektrycznie. Elementy wspólne dla obu komór mają otwory przelotowe zarówno w części kolumny elektronooptycznej 1 jak i w części mikropompy próżniowej 2. Na katodę 3 naniesiona jest warstwa materiału emisyjnego 23, nanorurek węglowych, o powierzchni 1 x 1 mm 2. Katoda 3 jest spolaryzowana ujemnie napięciem -750 V. Bramka 5 ma potencjał -500 V, a otwór w bramce 5 ma wymiary 2 x 2 mm 2. W pierwszej 7, drugiej 9 i trzeciej elektrodzie soczewki 11 otwory mają te same wymiary 3 x 3 mm 2, większe niż otwór w bramce 5. Membrana 16 ma wymiary 1 x 1 mm 2, grubość 500 nm i wykonana jest z azotku krzemu. Anoda 15 utrzymywana jest na potencjale masy. Deflektor 13 jest podzielony na 4

5 PL B1 5 części w taki sposób, że w centralnej części podłoża wykonany jest współśrodkowy z innymi otworami otwór o wymiarach 2 x 2 mm 2, a reszta podłoża podzielona jest na równe części ułożone symetrycznie wokół otworu przelotowego w deflektorze 13. Dystansowniki wykonane są w postaci płytek szklanych, w których otwory mają wymiary większe niż wymiary największego otworu w elektrodach. W części mikropompy próżniowej 2 środkowa elektroda będąca pierwszą elektrodą soczewki 7 ma otwór w postaci matrycy otworów. Na katodę górną 20 i dolną 17 od wewnątrz mikropompy próżniowej 2 napylona jest warstwa tytanu. Na obie katody mikropompy próżniowej przyłożone jest napięcie -1 kv. Wewnątrz komór panuje próżnia początkowa rzędu 1 hpa. Układ detekcyjny jest zbudowany w ten sposób, że na anodzie 15 znajduje się dystansownik detektora 24 z komorą 25 wykonaną współśrodkowo z membraną, do której to komory prowadzą kanały: wlotowy 26 i wylotowy 27, komorę 25 zaś przykrywa membrana detektora 28, natomiast na dystansowniku detektora 24 znajduje się podłoże detektora 29, w którego środku wytrawione jest zagłębienie, tak, że widoczna jest membrana detektora 28, zaś na podłożu detektora 29 zamocowana jest matryca CCD 30. P r z y k ł a d 2 Mikroskop jak w przykładzie 1, z tą różnicą, że układ detekcyjny elektronów jest zbudowany w ten sposób, że na anodzie 15 znajduje się dystansownik detektora 24 w postaci kolejnego podłoża szklanego z wykonanym otworem współśrodkowym z membraną 16, do górnej powierzchni dystansownika detektora 24 jest zaś dołączona dioda p-i-n 31. Ponadto membrana 16 ma wymiary 2 x 2 mm 2, grubość 100 nm i wykonana jest z tlenku krzemu. Deflektor 13 jest podzielony na 8 części. Warstwa materiału emisyjnego 23 na katodzie 3 ma powierzchnię 0,5 x 0,5 mm 2. Katoda 3 jest spolaryzowana ujemnie napięciem -1 kv. Otwór w bramce 5 ma wymiary 1 x 1 mm 2. Na obie katody mikropompy próżniowej przyłożone jest napięcie -4 kv. Działanie mikroskopu według wynalazku jest następujące: przed uruchomieniem (podaniem napięć) wyrzutni elektronowej, uruchomiona zostanie najpierw mikropompa próżniowa. Po odpompowaniu komory wyrzutni elektronowej do wysokiej próżni, możliwe jest jej uruchomienie. Pompa może pracować w sposób ciągły, podtrzymując wytworzoną próżnię, albo być uruchamiana cyklicznie (np. przez 1 minutę raz na godzinę, lub na minutę przed każdorazowym uruchomieniem wyrzutni elektronowej). Elektrony emitowane są z katody pod wpływem działania silnego pola elektrycznego (duża różnica potencjałów pomiędzy katodą i elektrodą ekstrakcyjną). Pole elektryczne ukształtowane przez elektrody tworzące soczewkę ogniskującą powodują odchylanie elektronów i skupianie ich na powierzchni membrany wytworzonej na ostatniej elektrodzie. Dobierając potencjały na tych elektrodach możemy sterować szerokością wiązki elektronów. Deflektor służy jako dodatkowa elektroda ogniskująca oraz umożliwiająca odchylenie skupionej wiązki, a co za tym idzie skanowanie badanego preparatu. Opisana membrana jest na tyle cienka, iż elektrony mogą być przez nią transmitowane, i trafiają na preparat w postaci zawiesiny umieszczony w komorze przedmiotowej, której rolę pełni obszar między membraną a detektorem umieszczonym na osi wiązki elektronowej. Do detektora dociera sygnał zależny od właściwości próbki. Sygnałem może być zmodulowany prąd wiązki przechodzącej przez próbkę. W tym wypadku detektorem może być dioda p-i-n mierząca wielkość prądu wiązki lub matryca CCD, która może odbierać zarówno sygnał elektryczny, jak i sygnał optyczny.

6 6 PL B1 Wykaz oznaczeń: Kolumna elektronooptyczna 1 Mikropompa próżniowa 2 Katoda 3 Dystansownik katody 4 Bramka 5 Dystansownik bramki 6 Pierwsza elektroda soczewki 7 Dystansownik pierwszej elektrody soczewki 8 Druga elektroda soczewki 9 Dystansownik drugiej elektrody soczewki 10 Trzecia elektroda soczewki 11 Dystansownik trzeciej elektrody soczewki 12 Deflektor 13 Dystansownik deflektora 14 Anoda 15 Membrana 16 Katoda dolna 17 Pierwszy kanał 18 Drugi kanał 19 Katoda górna 20 Magnes 21 Klamra 22 Materiał emisyjny 23 Dystansownik detektora 24 Komora 25 Kanał wlotowy 26 Kanał wylotowy 27 Membrana detektora 28 Podłoże detektora 29 Matryca CCD 30 Dioda p-i-n 31

7 PL B1 7 Zastrzeżenia patentowe 1. Zintegrowany, miniaturowy, transmisyjny mikroskop elektronowy wykonany metodami mikroinżynieryjnymi z wykorzystaniem bondingu anodowego, wykorzystujący mikropompę próżniową wykonaną podobnie jak w artykule A1 przytoczonym w stanie techniki, znamienny tym, że kolumna elektronooptyczna (1) zbudowana jest z ułożonych naprzemiennie elektrod i dystansowników, z których, poza skrajnymi elektrodami, elementy te posiadają współśrodkowe, przelotowe otwory, stanowiących jednocześnie jej obudowę oraz łącznik pomiędzy kolumną elektronooptyczną (1) a mikropompą (2), przy czym przynajmniej dwa kolejne dystansowniki (6), (8), i znajdująca się pomiędzy nimi elektroda (7), są wspólne dla komór: kolumny elektronooptycznej (1) i mikropompy (2) i wykonane są w nich kanały (18), (19) łączące obie komory. 2. Mikroskop według zastrz. 1, znamienny tym, że kolumna elektronooptyczna (1) składa się z co najmniej siedmiu podłoży krzemowych i co najmniej sześciu podłoży szklanych, kolejno z katody (3), stanowiącej podstawę dolną, dystansownika katody (4), bramki (5), dystansownika bramki (6), pierwszej elektrody soczewki (7), dystansownika pierwszej elektrody soczewki (8), drugiej elektrody soczewki (9), dystansownika drugiej elektrody soczewki (10), trzeciej elektrody soczewki (11), dystansownika trzeciej elektrody soczewki (12), deflektora (13), dystansownika deflektora (14) i anody (15), stanowiącej podstawę górną, w środku której znajduje się membrana (16) przepuszczalna dla elektronów, nad którą znajduje się układ detekcyjny, mikropompa próżniowa (2) ma zaś kolejno katodę dolną (17), wspólny z kolumną elektronooptyczną (1) dystansownik bramki (6), w którym wykonany jest pierwszy kanał (18) łączący ją z kolumną elektronooptyczną (1), pierwszą elektrodę soczewki (7), wspólnie z kolumną elektronooptyczną (1), dystansownik pierwszej elektrody soczewki (8) również wspólnie z kolumną elektronooptyczną (1), z wykonanym drugim kanałem (19) oraz katoda górna (20), przy czym do dolnej powierzchni katody dolnej (17) i do górnej powierzchni katody górnej (20) przytwierdzone są magnesy (21) połączone klamrą (22) z materiału ferromagnetycznego, natomiast katody dolna (17) i górna (20) w mikropompie próżniowej (2) są ze sobą połączone elektrycznie. 3. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że na katodę (3) naniesiona jest warstwa materiału emisyjnego (23), najkorzystniej nanorurek węglowych, o powierzchni od 0,1 x 0,1 mm 2 do 3 x 3 mm Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że katoda (3) jest spolaryzowana ujemnie napięciem od -500 do V. 5. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że bramka (5) ma potencjał od -250 do -750 V a otwór w bramce (5) ma wymiary od 0,5 x 0,5 mm 2 do 5 x 5 mm Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że w pierwszej (7), drugiej (9) i trzeciej elektrodzie soczewki (11) otwory mają te same wymiary od 1 x 1 mm 2 do 5 x 5 mm 2, większe bądź równe niż otwór w bramce (5). 7. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że membrana (16) ma wymiary od 0,5 x 0,5 mm 2 do 2 x 2 mm 2 i grubość od 100 nm do 1 µm. 8. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że membrana (16) wykonana jest z azotku krzemu, tlenku krzemu albo krzemu. 9. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że anoda (15) utrzymywana jest na potencjale masy. 10. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że deflektor (13) jest podzielony na 4 albo 8 części a każda z tych części wykonana jest na jednym podłożu krzemowym, w taki sposób, że w centralnej części podłoża wykonany jest współśrodkowy z innymi otworami przelotowy otwór o wymiarach od 1 x 1 mm 2 do 5 x 5 mm 2, a reszta podłoża podzielona jest na równe części ułożone symetrycznie wokół otworu. 11. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że dystansowniki (4), (6), (8), (10), (12), (14) wykonane są w postaci płytek szklanych, w których otwory mają wymiary większe niż wymiary największego otworu w elektrodach. 12. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że w części mikropompy próżniowej (2) środkowa elektroda będąca pierwszą elektrodą soczewki (7) ma otwór w postaci matrycy otworów. 13. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że na katodę górną (20) i dolną (17) napylona jest warstwa tytanu. 14. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że na obie katody mikropompy próżniowej, dolną i górną (17), (20) przyłożone jest napięcie od -400 V do -4k V.

8 8 PL B1 15. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że wewnątrz komór panuje próżnia początkowa rzędu 1 hpa. 16. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że układ detekcyjny zbudowany jest tak, że na anodzie (15) znajduje się dystansownik detektora (24) z komorą (25) wykonaną współśrodkowo z membraną (16), do której to komory prowadzą kanały: wlotowy (26) i wylotowy (27), komorę zaś przykrywa membrana detektora (28), natomiast na dystansowniku detektora (24) znajduje się podłoże detektora (29), w którego środku wytrawione jest zagłębienie, tak, że widoczna jest membrana detektora (28), zaś na tym podłożu zamocowana jest matryca CCD (30). 17. Mikroskop według zastrz. 2, znamienny tym, że układ detekcyjny elektronów jest zbudowany w ten sposób, że na anodzie (15) znajduje się dystansownik detektora (24) w postaci kolejnego podłoża szklanego z wykonanym otworem współśrodkowym z membraną (16), do górnej powierzchni dystansownika detektora (24) jest zaś dołączona dioda p-i-n (31). Rysunki Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)