Scintilační detektor sekundárních elektronů pro ESEM

Abstract

Práce se zabývá problematikou scintilačního detektoru sekundárních elektronů pro environmentální rastrovací elektronový mikroskop, včetně jeho návrhu a konstrukce. Východiskem bylo modelování elektrostatických polí v elektrodovém systému detektoru, pohybu elektronů v těchto polích a simulace rozložení tlaků a proudění plynů v jednotlivých částech detektoru. Na základě provedených simulací byly postupně realizovány konstrukční úpravy detektoru. Detekční účinnost jednotlivých verzí detektoru byla určena v práci popsanou metodou vyhodnocování velikosti signálu z pořízených snímků, kvalita snímků byla stanovena z poměru signálu k šumu. V práci je popsán celý postup při úpravách detektoru, od počátečního stavu, kdy detektor pracoval v rozsahu tlaku 300 – 900 Pa vodních par v komoře vzorku mikroskopu s nižší účinností, až po finální verzi detektoru umožňující jeho použití v rozmezí tlaků menších než 10-1 Pa do 1000 Pa vodních par v komoře vzorku mikroskopu.

The thesis deals with the scintillation secondary electron detector for environmental scanning electron microscope, its design and construction. The starting point was numerical simulation of electrostatic fields and electron trajectories in the electrode system of the detector and simulation of pressure distribution and flow of gases in different parts of the detector. On the basis of modeling and simulation, construction changes of the detector were gradually implemented. Detection efficiency of each version of the detector was determined by the method described in the work. This method enables to evaluate signal level from the captured images of the specimen, quality of images was stated from signal to noise ratio. The thesis describes the whole process of the detector improvement from initial state, when the detector operated with lower efficiency in the pressure range from 300 to 900 Pa, to final version that enables usage of the detector in the range from vacuum up to 1000 Pa of water vapors in the specimen chamber of the microscope.