12.3 使用氧源的对准流程:
STEP A:在 D4 光阑中对准一次束
Section titled “STEP A:在 D4 光阑中对准一次束”-
将所有消像散器置 0:Stig 45、Stig 90 和 D5-S1。
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若尚未完成,请应用上文所述的起始条件。
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将 L1 设为源高压的 65%(例如:源高压=15 keV 时 L1=8.25 keV)
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打开一次束(Beam ON),使用 Beam pos(X、Y)偏转器将其在 FA 平面内居中。
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在 Beam On 状态下摆动 L4。束流应在同一位置聚焦和散焦。若不然,通过调整 D4 光阑位置(X、Y)来校正对准。
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使用 Beam pos(X、Y)将束流重新居中到次级光轴上,即视场光阑平面的中心。
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在 ‘Mass & Apertures’ 面板上点击 [VAL] 按钮,确认 D4_750 μm(#1)的位置。
■ 注意:其他 D4 光阑的定位将在后续流程 STEP C 中介绍。
■ 注意:对准前先移除 Wien。
STEP B:在透镜 L2 中对准一次束
Section titled “STEP B:在透镜 L2 中对准一次束”- 按先前设置,用 L4 将束流保持聚焦成小的探针束。在 Beam On 状态下缓慢增大 L2,然后摆动 L2。摆动 L2 时,束流应在同一位置聚焦和散焦。若不然,使用 DP1(X、Y)将其居中。
■ 注意:可能有必要调整双等离子体源 Z 电极的高度,以便在物理上使等离子体位置居中。当束流在 L2 中对准良好时,可以看到穿过 D4 光阑的晕环像。
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将 L2 数值设为所需的一次电流,并用 L4 透镜将束流聚焦到样品表面。
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使用消像散器(Stig_45、Stig_90)、四极(D5-S1)和 L4 聚焦进行最终调整,以改善束斑形状。
STEP C:调整/确认 D4 光阑的位置
Section titled “STEP C:调整/确认 D4 光阑的位置”- 到目前为止,我们一直使用 D4=750 μm(#1),同时保持 D0=3000 μm。为了能够自由改变一次电流,所有 D4 光阑都应正确对准并加以确认。在保持 D0=3000 μm 的同时,将 D4 设为 500 μm(#2)。
■ 注意:建议在更换到另一个 D4 光阑之前,记录下 D4=750 μ m 的位置(X、Y)。
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在 Beam On 状态下摆动 L4。束流应在同一位置聚焦和散焦。若不然,通过调整 D4 光阑位置(X、Y)来校正对准。
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使用 Beam pos(X、Y)将束流重新居中到次级光轴上,即视场光阑平面的中心。
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在 ‘Mass & Apertures’ 面板上点击 [VAL] 按钮,确认 D4=500 μm(#2)的位置。
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将 D4 光阑更换为下一个,并对每个 D4 光阑重复 2~4。
■ 注意:D4 光阑的 X 位置对所有 6 个光阑通常相近(< 1000 digits),而 D4 的 Y 位置则各不相同。相邻光阑在 y 轴上相差约 1800 digits。
- 所有确认完成后,再次将 D4 设为 750 μ m(#1)。
STEP D:对 D0 光阑的位置进行居中/确认
Section titled “STEP D:对 D0 光阑的位置进行居中/确认”-
到目前为止,我们一直使用 D0=3000 μ m,即无光阑。为了能够自由改变一次电流,所有 D0 光阑都应正确对准并加以确认。按先前设置保持 D4=750 μ m(#1)的同时,将 D0 设为 2000 μ m(#1)。
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在 Beam Off 状态下调整 D0 光阑的位置(X、Y),使一次电流最大。
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在 ‘Mass & Apertures’ 面板上点击 [VAL] 按钮,确认 D0=750 μm(#2)的位置。
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将 D0 光阑更换为下一个,并对每个光阑重复 2 和 3。
■ 注意:D0 光阑的 X 位置对所有 6 个光阑通常相近(< 1000 digits),而 D0 的 Y 位置则各不相同。相邻光阑在 y 轴上相差约 1800 digits。
STEP E:使用维恩滤波器(Wien filter)
Section titled “STEP E:使用维恩滤波器(Wien filter)”- 打开 ‘Synoptic panel’(总览面板),按下图选择相应菜单:2. Primary → 1. L1+L2+L3 → 4) WIEN COIL, WIEN LENS, WIEN DY。
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将 WIEN COIL 设为 2 Amp。增大 Wien 线圈数值时,一次束将沿 Y 轴连续移动。
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为了使束流保持在 FA 平面内,换言之,为了不在 MCP 板上完全丢失束流,请使用 WIEN DY 偏转器将其逐渐移回图像中心。WIEN DY 的最终值应接近典型值 – 250 digits。
STEP F:使用加速-减速电极(Accel-Decel)
Section titled “STEP F:使用加速-减速电极(Accel-Decel)”-
对于较低碰撞能量条件,即 Duo Source HV < 2keV,必须使用加速-减速电极(DUO ACL 参数)以增大一次电流。
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将 DUO_ACL 增大至 200 eV(注意,对于 O₂⁺ 一次离子其为负值)。先通过用 DP1(X、Y)重新居中束流,再通过调谐 L1 透镜,使一次束强度最大。在偏转器与透镜之间反复调整,以使束流强度最大。
■ 注意:降低 Duo_coil 数值可能有助于提高束流强度。当 Duo_coil 减小时,也必须减小 L1_HV,以使束流强度最大。
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以 50 digits 为步进增大 DUO_ACL,并按上述方法使束流强度最大,只要能够观察到束流密度的改善。
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通过调节 L4 将一次束尺寸调整到所需值。建议将 L1 保持在能给出最大束流强度的数值。
STEP G:使用 L3 透镜获得更高的一次电流
Section titled “STEP G:使用 L3 透镜获得更高的一次电流”-
缓慢增大 L3 HV。随着 L3 数值增大,束斑形状可能会变形,束流位置会发生移动。一次电流也可能减小。
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使用 DP_3a(X、Y)使电流最大。
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重复 1~2,直至达到所需电流。
■ 注意:一般而言,L3 HV 的最佳值约为源高压的 30~40 %。
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使用 Beam pos(X、Y)将束流带回 FA 平面的中心。
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使用 L4 透镜将束流聚焦得尽可能小。
■ 注意:如 STEP A 所述,在摆动 L4 时无需将束流在 D4 光阑中居中。因为用全部四个透镜(L1、L2、L3 和 L4)对准初级光路实际上非常困难。因此,在启用 L3 透镜后,强烈建议除 L4 之外保持所有其他参数不变,以将束流聚焦得尽可能小。