[发明专利]直接电子探测相机进行EBSD和TKD测试切换的装置

说明书

本发明公开直接电子探测相机进行EBSD和TKD测试切换的装置，涉及测试装置技术领域，主要结构包括包括底座、滑动臂、中间臂和前臂；所述滑动臂可滑动的设置于所述底座上，所述中间臂可转动的设置于所述滑动臂与所述前臂之间，直接电子探测器设置于所述前臂的前端。通过调整中间臂和前臂的角度以改变直接电子探测器的角度，通过滑动臂改变直接电子探测器的的水平方向的位置，从而能够实现方便、快捷、自动地在块体材料的EBSD和薄样品的TKD之间切换。使用DED相机，利用其没有光纤或透镜的优点，便于大角度切换其采集方向。

技术领域

本发明涉及测试装置技术领域，特别是涉及直接电子探测相机进行EBSD和TKD测试切换的装置。

背景技术

电子背散射衍射(Electron backscatter diffraction，EBSD)可以提供晶体结构和取向信息，并且结构紧凑，作为扫描电镜的配件使用。同透射电镜的选区电子衍射相比，EBSD对晶体取向的变化尤为敏感，角度分辨率更高，更适合对晶体取向的表征。目前EBSD的物理分辨率，对于致密材料(比如Pt等重金属)可以达到20nm，对于过渡族金属(比如Cu)可以达到50nm，对于轻金属(比如Al)可以达到200nm。垂直于旋转轴方向的分辨率会再差一些。对于纳米晶、变形严重的晶粒等样品，要求更高的分辨率，提高EBSD的空间分辨率的意义不言而喻。虽然空间分辨率不能与透射电镜的衍射方法相比，但是使用薄样品的TKD的分辨率已经缩小了差距。

作为EBSD类似的技术，透射菊池衍射(Transmission Kikuchi diffraction，TKD)顾名思义，采用的样品应该是电子束透明的，即薄样品。薄样品会产生大量的非弹性非相干透射电子透过样品并形成菊池花样。这样不需要大角度倾斜样品，不仅使得信号产生区大为减小，还使得EBSD那样的分辨率不对称情况得到改善，因此可以大大提高物理分辨率。

EBSD的信号比较弱，且以菊池线的形式呈现，所以EBSD探测器面积比较大，并且比较靠近样品，以提高固体角、信噪比和探测效率。EBSD探测器主要由磷屏和高灵敏度的CCD或CMOS相机构成。其中磷屏将衍射电子转变成光子，光信号通过透镜或者光纤传递给相机，相机再把光信号转成电信号，以供后续的图像和数据分析系统分析采集到的菊池花样。磷屏本身不导电，为了防止荷电，同时为了屏蔽可见光，一般表面会镀一层极薄的金属膜，所以二次电子难以穿透，只有背散射电子能被探测。

图1对比了扫描电镜中EBSD和TKD的布置方法：

如图1a所示，普通的EBSD使用大角度倾斜的厚样品。TKD的样品不需要大角度倾斜，探测器在样品下方接受信号。在TKD技术中又分成了图1b所示的离轴的TKD和图1c所示的同轴TKD。如图1b所示，离轴的TKD探测器跟普通EBSD设置一样不在电子束的光轴上。为了接受更大角度范围的衍射电子束，改设置需要略微倾斜样品，倾角需要根据样品厚度和其他要求进行调整，常用20°。而同轴TKD如图1c所示，需要更改探测器设置，将磷屏放置在光轴上，即透过电子束的强度最大处，样品水平放置，它有自己独特的优势。因为同轴TKD探测器位于光轴上，低角度散射束比高角度散射束强度更高，这样就可以降低对束流的要求，同时接收到的衍射角度范围更大、菊池带更多。