[发明专利]一种电子束激发荧光成像和荧光光谱测量装置及其方法

说明书

本发明公开了一种电子束激发荧光成像和荧光光谱测量装置及其方法。本发明的电子束激发荧光成像和荧光光谱测量装置包括：扫描电子显微镜系统、扫描信号发生器、荧光收集耦合传输系统、荧光强度探测器、荧光光谱探测器、扫描同步信号采集器、协同控制与数据处理输出系统；本发明采用模块化的构架，各模块的配置调整及后续升级非常灵活便利；各模块在协同控制与数据处理输出系统的统一同步协调控制下相互配合工作，保证严格的时序和逻辑顺序，并能够通过反馈交互信号检测各模块的运行情况，最终实现高精度的电子束激发荧光成像和荧光光谱测量；荧光收集耦合传输系统能够和荧光光谱探测器极大提高了扫描电子显微镜的分辨率。

技术领域

本发明涉及电子束激发的荧光信号探测和处理技术，具体涉及一种电子束激发荧光成像和荧光光谱测量装置及其方法。

背景技术

电子束激发的荧光信号，是指当电子束轰击在材料表面，除了二次电子、背散射电子、俄歇电子和X射线外，所发射出的频率在紫外、红外或可见光波段的电磁波；其基本原理为材料内部的电子被入射电子激发至高能态，经过一定的弛豫时间跃迁回低能态并释放能量，其中一部分能量以电磁辐射形式发射出来。材料在电子束激发下产生荧光的物理过程由其电子结构决定，而电子结构同元素成分，晶格结构和缺陷，以及所处的力学、热学、电磁学环境等因素相关。因此，电子束激发荧光光谱能够通过材料电子结构反映材料本身物理特性。

电子束激发荧光信号的探测和处理通常与扫描或透射电子显微镜相结合，能够实现形貌观察、结构和成分分析同电子束激发荧光光谱的结合研究。电子束激发荧光所用的电子束束斑非常小，能量高；相比于光致发光，电子束激发荧光信号具有高空间分辨、高激发能量、宽光谱范围、大激发深度等特点，并能够实现全光谱或单光谱荧光扫描成像。电子束激发荧光信号可以应用于微米、纳米尺度的半导体量子点、量子线等荧光物质的发光性质的研究。

发明内容

为了实现电子束激发的荧光信号的探测、处理和分析，本发明提供一种电子束激发荧光成像和荧光光谱测量装置及其方法；通过荧光收集和信号处理装置的巧妙设计来探测聚焦电子束在样品表面进行逐点扫描所激发的荧光信号，实现荧光成像和光谱测量。

本发明的一个目的在于提供一种电子束激发荧光成像和荧光光谱测量装置。