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

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access 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

About the authors

S. V. Zaitsev

Moscow State University, Faculty of Physics

Email: rau@phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

E. Yu. Zykova

Moscow State University, Faculty of Physics

Email: rau@phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

E. I. Rau

Moscow State University, Faculty of Physics

Email: rau@phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

A. A. Tatarintsev

Moscow State University, Faculty of Physics

Email: rau@phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

V. A. Kiselevskii

Moscow State University, Faculty of Physics

Author for correspondence.
Email: rau@phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. Reimer L. Scanning Electron Microscopy. Physics of Image formation and Microanalysis. 2-d ed. Berlin: Springer, 1998.
  2. 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
  3. 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
  4. Müller E., Gerthsen D. // Ultramicroscopy. 2017. V. 173. P. 71. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2016.12.003
  5. Sánchez E., Torres Deluigi M., Castellano G. // Microscopy Microanal. 2012. V. 18. P. 1355. https://doi.org/10.1017/S1431927612013566
  6. 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
  7. Zhang H.R., Egerton R.F., Malac M. // Micron. 2012. V. 43. P. 8. https://doi.org/10.1016/j.micron.2011.07.003
  8. Niedrig H.J. // J. Applied Physics. 1982. V. 53. № 4. P. R15. https://doi.org/10.1063/1.331005
  9. 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
  10. Зайцев С.В., Купреенко С.Ю., Рау Э.И., Татаринцев А.А. // ПТЭ. 2015. № 6. С. 51. https://doi.org/10.7868/S0032816215060129
  11. 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
  12. 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
  13. Михеев Н.Н. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2020. № 12. С. 70. https://doi.org/10.31857/S1028096020120201
  14. 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
  15. Assa’d A.M.D. // Applied Physics A. 2018. V. 124. P. 699. https://doi.org/10.1007/s00339-018-2073-8
  16. August H.-J., Wernisch J. // J. Microscopy. 1990. V. 157. № 2. P. 247. https://doi.org/10.1111/j.1365-2818.1990.tb02962.x
  17. Staub P.-F. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1994. V. 27. P. 1533. https://doi.org/10.1088/0022-3727/27/7/030
  18. 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
  19. 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
  20. De Nee P.B. Scanning Electron Microscopy. S.E.M. Inc. / Ed. O’Hare. NY.: 1978. V. 1. P. 741.
  21. 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.
  22. 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
  23. 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.
  24. Hejna J. // Scanning. 1992. V. 14. P. 256. https://doi.org/10.1002/sca.4950140503
  25. 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
  26. 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
  27. Рау Э.И., Татаринцев А.А. // Физика твердого тела. 2021. Т. 63. № 4. С. 483.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1008KB)
3.

Download (119KB)
4.

Download (1MB)
5.

Download (1MB)
6.

Download (59KB)
7.

Download (39KB)
8.

Download (120KB)
9.

Download (1MB)

Copyright (c) 2023 С.В. Зайцев, Е.Ю. Зыкова, Э.И. Рау, А.А. Татаринцев, В.А. Киселевский