Одной из основных задач, стоящих перед разработчиками приборов и установок с применением электронных пучков, является их фокусировка и правильная геометрия. Наиболее распространенные системы фокусировки электронных пучков строятся с использованием магнитных линз. В работе представлена многоканальная система цифрового управления силой тока в магнитных линзах, позволяющая с высокой точностью и стабильностью управлять процессом фокусировки электронного пучка и поддерживать его правильную геометрию. В качестве объекта испытаний использован растровый электронный микроскоп 09-ИОЭ-200 (МРЭМ-200), в котором установлена цифровая система управления фокусировкой электронного пучка. Полученные фотографии характеризуются высоким качеством и не содержат артефактов, которые возникают в случае нестабильной фокусировки электронного луча либо при искажении его правильной геометрии. Оригинальная схемотехника с доступной элементной базой и программное обеспечение дают возможность модернизировать или адаптировать разработанную многоканальную систему под новые задачи.
-
Ключевые слова:
растровый электронный микроскоп, магнитные линзы, цифро-аналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, фокусировка электронного пучка, микроконтроллер, цифровое управление силой тока, магнитооптика
-
Опубликовано в разделе:
-
Библиографическая ссылка:
Силаев И. В., Казьмирук В. В., Брагин А. В., Радченко Т. И. Система цифрового управления электронной оптикой растрового электронного микроскопа. Изв. вузов. Электроника. 2026;31(1):46–57. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2026-31-1-46-57. EDN: MERECA.
Силаев Иван Вадимович
Северо-Осетинский государственный университет имени К. Л. Хетагурова, Россия, 362025, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ, ул. Ватутина, 44-46
Казьмирук Вячеслав Васильевич
Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук, Россия, 142432, г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 6
Брагин Алексей Владимирович
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Россия, 105005, г. Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1
Радченко Татьяна Ивановна
Средняя общеобразовательная школа № 26 им. И. А. Плиева, Россия, 362020, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ, пр. Коста, 221
1. Электронно-лучевая сварка. Robur International. Available at: https://www.robur.ru/articles/elektronno-luchevaya-svarka (accessed: 20.10.2025).
Electron beam welding. Robur International. (In Russ.). Available at: https://www.robur.ru/articles/elektronno-luchevaya-svarka (accessed: 20.10.2025).
2. Электронно-лучевые технологии. Ассоциация «Объединение проектировщиков предприятий». Available at: http://www.npopp.ru/userfiles/Документы/elu-robotek-pb.pdf (accessed: 20.10.2025).
Electron beam technologies. Assotsiatsiya “Ob"edinenie proektirovshchikov predpriyatiy”. (In Russ.). Available at: http://www.npopp.ru/userfiles/Документы/elu-robotek-pb.pdf (accessed: 20.10.2025).
3. Сканирующие электронные микроскопы. Мелитэк. Available at: https://melytec-testing.ru/catalog/skaniruyushchie-elektronnye-mikroskopy/ (accessed: 20.10.2025).
Scanning electron microscopes. Melytec. (In Russ.). Available at: https://melytec-testing.ru/catalog/skaniruyushchie-elektronnye-mikroskopy/ (accessed: 20.10.2025).
4. Барабаненков М. Ю., Казьмирук В. В., Савицкая Т. Н. Разработка метода электронно-оптического IN SITU мониторинга периодических структур. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2010;(9):35–41. EDN: MVSKMB.
Barabanenkov M. Yu., Kazmiruk V. V., Savitskaya T. N. Development of the method of electron-optical in situ monitoring for periodic structure. J. Surf. Investig. 2010;4:733–739. https://doi.org/10.1134/S102745101005006X
5. Казьмирук В. В., Курганов И. Г., Подкопаев А. А., Савицкая Т. Н. Оптимизация электронно-оптической системы растрового электронного микроскопа для измерения размеров микро- и нанообъектов. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2019;(7):36–41. https://doi.org/10.1134/S0207352819070072. EDN: PMYDNO.
Kazmiruk V. V., Kurganov I. G., Podkopaev A. A., Savitskaya T. N. Optimization of the electron optical system of a scanning electron microscope for measuring the size of micro- and nanoobjects. J. Surf. Investig. 2019;13:594–599. https://doi.org/10.1134/S1027451019040074
6. Электронный литограф Crestec. ООО Микросистемы. 16.02.2021. Available at: https://www.microsystemy.ru/info/articles/elektronnyy-litograf (accessed: 20.10.2025).
Electron lithography machine Crestec. Microsystemy. (In Russ.). 16.02.2021. Available at: https://www.microsystemy.ru/info/articles/elektronnyy-litograf (accessed: 20.10.2025).
7. Гудилин Д. Ю. RCEM 2020: новое в электронной микроскопии и комплементарных методах. Лаборатория и производство. 2021;(1):46–53. https://doi.org/10.32757/2619-0923.2021.1.16.46.53. EDN: PTRGWR.
Gudilin D. Yu. RCEM 2020: New in electron microscopy and complementary methods. Laboratoriya i proizvodstvo = Laboratory and Production. 2021;(1):46–53. (In Russ.). https://doi.org/10.32757/2619-0923.2021.1.16.46.53
8. Медико-технический кластер Московской области. Available at: https://mtcmr.ru/images/data/gallery/209_3355_Prilozhenie-1-Pis_mo-55158-MinProm-(11l).pdf (accessed: 26.12.2025).
Medical-technical cluster of Moscow oblast. (In Russ.). Available at: https://mtcmr.ru/images/data/gallery/209_3355_Prilozhenie-1-Pis_mo-55158-MinProm-(11l).pdf (accessed: 26.12.2025).
9. MCS Electronics BASCOM. Available at: https://www.mcselec.com/ (accessed: 20.10.2025).
10. Силаев И. В., Гончаров И. Н., Магкоев Т. Т., Радченко Т. И. Метод и реализация высокоэффективной диагностики формы электронного зонда растрового электронного микроскопа. Изв. вузов. Электроника. 2020;25(6):497–504. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2020-25-6-497-504. EDN: ILWRIN.
Silaev I. V., Goncharov I. N., Magkoev T. T., Radchenko T. I. Method and implementation of high-performance diagnostics of form of electron probe of raster electron microscope. Izv. vuzov. Elektronika = Proc. Univ. Electronics. 2020;25(6):497–504. (In Russ.). https://doi.org/10.24151/1561-5405-2020-25-6-497-504