[发明专利]一种将可调谐深紫外激光源与近常压光发射电子显微镜联合的成像系统及方法

权利要求书

1.可调谐深紫外激光源联合近常压光发射电子显微镜的成像方法，包括以下方面：

(1)在光发射电子显微镜(PEEM)系统的待测样品与物镜之间增设一个中空的底端口径大于顶端口径的锥形管；所述锥形管的底端临近物镜，所述锥形管的顶端临近样品；所述锥形管的中心轴线与物镜的中心轴线重合；

(2)光发射电子显微镜(PEEM)系统的成像部件置于真空环境中；待测样品与锥形管的顶端都置于具有光学窗口的、气压可调的密封气氛腔室中；

(3)工作时，将样品置于所述样品台，光发射电子显微镜(PEEM)成像所需的样品与物镜之间的高压分两级施加：在样品与锥形管之间施加电压V₁、在锥形管与物镜之间施加电压V₂，所述V₁至V₂具有连续递增的电势差值；

(4)可调谐深紫外激光源发射的激光垂直入射到待测样品。

2.可调谐深紫外激光源联合近常压光发射电子显微镜的成像系统，包括激光源、激光源与近常压光发射电子显微镜(PEEM)的连接管道和近常压光发射电子显微镜(PEEM)；

其特征在于：

所述激光源为可调谐深紫外激光源；

所述激光源与近常压光发射电子显微镜(PEEM)的连接管道内为真空环境；

所述近常压光发射电子显微镜(PEEM)包括真空腔室、用于表面光电子成像的电子光学系统和用于装载待测样品的样品台；

所述可调谐深紫外激光源发射的激光垂直入射到所述的样品台；

所述电子光学系统包括物镜；所述电子光学系统处于真空腔室中；

所述近常压光发射电子显微镜(PEEM)还包括具有光学窗口的密封气氛腔室、一个中空的底端口径大于顶端口径的锥形管和气体压力差抽系统；

所述密封气氛腔室置于真空腔室中；所述样品台、锥形管的顶端置于密封气氛腔室中；

所述锥形管位于样品台和物镜之间；所述锥形管的底端临近物镜，所述锥形管的顶端临近样品；所述锥形管的中心轴线与物镜的中心轴线重合；

所述气体压力差抽系统用于调节所述密封气氛腔室内为近常压气氛或真空气氛；

所述电子光学系统为分级电子加速的电子光路系统，用于在样品与锥形管之间施加电压V₁、在锥形管与物镜之间施加电压V₂，所述V₁至V₂具有连续递增的电势差值。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于：所述激光源与近常压光发射电子显微镜(PEEM)的连接管道，设有两个光阑小孔实现激光的定位，使各个波长的深紫外激光垂直入射到样品表面。

4.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于：所述气体压力差抽系统包括用于控制密封气氛腔室气压的抽气泵Ⅰ、与所述密封气氛腔室连通的高压气体引入/抽空管道、用于控制真空腔室气压的抽气泵Ⅱ。

5.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于：所述激光源与近常压光发射电子显微镜(PEEM)的连接管道，包括维持真空状态和无氧无水状态的抽空系统。

6.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于：所述锥形管的顶端口径小于物镜的孔径；所述锥形管的顶端口径为0.1～0.5mm；所述锥形管的顶端与待测样品的间距为0.3～0.7mm。

7.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于：所述分级电子加速的电子光路系统在样品台和锥形管之间施加0.3kV～5kV的电势差，在中空锥形管和物镜之间施加5kV～20kV的电势差。

8.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于：所述可调谐深紫外激光光源的出射波长在175～210nm范围内可调。

9.权利要求2-8任意一项所述的成像系统在实现从超高真空到近常压气氛下成像领域的应用，实现100nm以下的的空间分辨率。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：在催化反应、薄膜生长过程的原位、动态表征中的应用。