Expanding the Analytical Capabilities of Scanning Electron Microscopy in the Detection of Backscattered Electrons

S. V. Zaitsev; Зайцев С. В.; E. Yu. Zykova; Зыкова Е. Ю.; E. I. Rau; Рау Э. И.; A. A. Tatarintsev; Татаринцев А. А.; V. A. Kiselevskii; Киселевский В. А.

doi:10.31857/S0032816223040092

Expanding the Analytical Capabilities of Scanning Electron Microscopy in the Detection of Backscattered Electrons

Authors: Zaitsev S.V.¹, Zykova E.Y.¹, Rau E.I.¹, Tatarintsev A.A.¹, Kiselevskii V.A.¹
Affiliations:
1. Moscow State University, Faculty of Physics
Issue: No 6 (2023)
Pages: 167-175
Section: ЛАБОРАТОРНАЯ ТЕХНИКА
URL: https://rjsvd.com/0032-8162/article/view/670382
DOI: https://doi.org/10.31857/S0032816223040092
EDN: https://elibrary.ru/SUMXJW
ID: 670382

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

New possibilities for the mode of detecting backscattered electrons in a scanning electron microscope (SEM) are presented. The technique for determining the chemical composition of the probed area of the sample using the precalibrated scale of the SEM’s gray screen has been further developed. Simple relationships are presented for practical application in finding the thicknesses of thin films on a massive substrate. The parameters of the double layer of the film nanostructure on the substrate are determined, that is, depth and thickness of subsurface fragments of the microobject. A technique is proposed for measuring the surface potential of negatively charged dielectric samples upon irradiation with medium-energy electrons

References

Reimer L. Scanning Electron Microscopy. Physics of Image formation and Microanalysis. 2-d ed. Berlin: Springer, 1998.
Sercel P.C., Lebens J.A., Vahala K.J. // Review of Scientific Instruments. 1989. V. 60. № 12. P. 3775. https://doi.org/10.1063/1.1140489
Guritagaitia A., Rosenkranz R., Löffler M., Clausner A., Standke Y., Zschech E. // Ultramicroscopy. 2018. V. 195. P. 47. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2018.08.026
Müller E., Gerthsen D. // Ultramicroscopy. 2017. V. 173. P. 71. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2016.12.003
Sánchez E., Torres Deluigi M., Castellano G. // Microscopy Microanal. 2012. V. 18. P. 1355. https://doi.org/10.1017/S1431927612013566
Hyonchol Kim, Tsutomu Negishi, Masato Kudo, Hiroyuki Takei, Kenji Yasuda // Journal of Electron Microscopy. 2010. V. 59. № 5. P. 379. https://doi.org/10.1093/jmicro/dfq012
Zhang H.R., Egerton R.F., Malac M. // Micron. 2012. V. 43. P. 8. https://doi.org/10.1016/j.micron.2011.07.003
Niedrig H.J. // J. Applied Physics. 1982. V. 53. № 4. P. R15. https://doi.org/10.1063/1.331005
Wilson D.J., Curzon A.E. // Thin Solids Films. 1988. V. 165. № 1. P. 217. https://doi.org/10.1016/0040-6090(88)90692-X
Зайцев С.В., Купреенко С.Ю., Рау Э.И., Татаринцев А.А. // ПТЭ. 2015. № 6. С. 51. https://doi.org/10.7868/S0032816215060129
Купреенко С.Ю., Орликовский Н.А., Рау Э.И., Тагаченков А.М., Татаринцев А.А. // ЖТФ. 2015. Т. 85. № 10. С. 101. https://doi.org/10.1134/S1063784215100205
Афанасьев В.П., Капля П.С., Костановский И.А. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. № 2. С. 30. https://doi.org/10.7868/S0207352812080045
Михеев Н.Н. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2020. № 12. С. 70. https://doi.org/10.31857/S1028096020120201
Dapor M., Bazzanella N., Toniutti L., Miotello A., Crivellari M., Gialanelta S. // Surf. Interf. Anal. 2013. V. 45. P. 677. https://doi.org/10.1002/sia.5144
Assa’d A.M.D. // Applied Physics A. 2018. V. 124. P. 699. https://doi.org/10.1007/s00339-018-2073-8
August H.-J., Wernisch J. // J. Microscopy. 1990. V. 157. № 2. P. 247. https://doi.org/10.1111/j.1365-2818.1990.tb02962.x
Staub P.-F. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1994. V. 27. P. 1533. https://doi.org/10.1088/0022-3727/27/7/030
Fitting H.J. // J. of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 2004. V. 136. № 3. P. 265. https://doi.org/10.1016/j.elspec.2004.04.003
Rau E.I., Karaulov V.Yu., Zaitsev S.V. // Review of Scientific Instruments. 2019. V. 90. № 2. P. 023701. https://doi.org/10.1063/1.5054746
De Nee P.B. Scanning Electron Microscopy. S.E.M. Inc. / Ed. O’Hare. NY.: 1978. V. 1. P. 741.
Забродский В.В., Зайцев С.В., Караулов В.Ю., Рау Э.И., Смоляр В.А., Шерстнёв Е.В. // Изв. РАН. Сер. физич. 2019. Т. 83. № 11. С. 1488.
Cosslett V.E., Thomas R.N. // British J. Appl. Phys. 1964. V. 15. № 8. P. 883. https://doi.org/10.1088/0508-3443/15/8/303
Бакалейников Л.А., Домрачева Я.В., Заморянская М.В., Колесникова Е.В., Попова Т.Б., Флегонтова Е.Ю. // Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43. № 4. С. 568.
Hejna J. // Scanning. 1992. V. 14. P. 256. https://doi.org/10.1002/sca.4950140503
Рау Э.И., Зайцев С.В., Караулов В.Ю. // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48. № 23. С. 22. https://doi.org/10.21883/PJTF.2022.23.53947.19361
Рау Э.И., Татаринцев А.А., Купреенко С.Ю., Зайцев С.В., Подбуцкий Н.Г. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2017. № 10. С. 69. https://doi.org/10.7868/S0207352817100110
Рау Э.И., Татаринцев А.А. // Физика твердого тела. 2021. Т. 63. № 4. С. 483.