Παραλλαγές μεταλλογραφικών και ηλεκτρονικών μικροσκοπίων
Αρχές Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM), που συντομογραφείται ως SEM, είναι ένα πολύπλοκο σύστημα. Συμπυκνώνει την οπτική τεχνολογία ηλεκτρονίων, την τεχνολογία κενού, τη λεπτή μηχανική δομή και τη σύγχρονη τεχνολογία ελέγχου υπολογιστών. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης συλλέγει τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται από το πιστόλι ηλεκτρονίων σε μια λεπτή δέσμη ηλεκτρονίων μέσω ενός ηλεκτρομαγνητικού φακού πολλαπλών σταδίων υπό τη δράση της επιταχυνόμενης υψηλής τάσης. Σαρώστε την επιφάνεια του δείγματος για να διεγείρετε διάφορες πληροφορίες και αναλύστε την επιφάνεια του δείγματος λαμβάνοντας, ενισχύοντας και εμφανίζοντας τις πληροφορίες. Η αλληλεπίδραση των προσπίπτων ηλεκτρονίων με το δείγμα παράγει τους τύπους πληροφοριών που φαίνονται στο σχήμα 1. Η δισδιάστατη κατανομή έντασης αυτών των πληροφοριών αλλάζει ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας του δείγματος (αυτά τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν μορφολογία επιφάνειας, σύνθεση, προσανατολισμό κρυστάλλων, ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες , κ.λπ.), και οι πληροφορίες που συλλέγονται από διάφορους ανιχνευτές μετατρέπονται διαδοχικά και αναλογικά. Ένα σήμα βίντεο αποστέλλεται σε έναν σύγχρονο σαρωμένο σωλήνα εικόνας και η φωτεινότητά του διαμορφώνεται για να ληφθεί μια εικόνα σάρωσης που αντικατοπτρίζει την κατάσταση της επιφάνειας του δείγματος. Εάν το σήμα που λαμβάνεται από τον ανιχνευτή ψηφιοποιηθεί και μετατραπεί σε ψηφιακό σήμα, μπορεί να υποβληθεί σε περαιτέρω επεξεργασία και αποθήκευση από υπολογιστή. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης χρησιμοποιείται κυρίως για την παρατήρηση παχιών δειγμάτων με μεγάλη διαφορά ύψους και τραχύτητα, έτσι το φαινόμενο βάθους πεδίου επισημαίνεται στο σχέδιο και γενικά χρησιμοποιείται για την ανάλυση θραυσμάτων και φυσικών επιφανειών που δεν έχουν υποστεί τεχνητή επεξεργασία.
Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο και Μεταλλογραφικό Μικροσκόπιο
1. Διαφορετικές πηγές φωτός: τα μεταλλογραφικά μικροσκόπια χρησιμοποιούν ορατό φως ως πηγή φωτός και τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης χρησιμοποιούν δέσμες ηλεκτρονίων ως πηγή φωτός για την απεικόνιση.
2. Η αρχή είναι διαφορετική: το μεταλλογραφικό μικροσκόπιο χρησιμοποιεί την αρχή της γεωμετρικής οπτικής απεικόνισης για απεικόνιση και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης χρησιμοποιεί δέσμες ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας για να βομβαρδίσει την επιφάνεια του δείγματος για να διεγείρει διάφορα φυσικά σήματα στην επιφάνεια του δείγματος και στη συνέχεια χρησιμοποιεί διαφορετικά ανιχνευτές σήματος για λήψη φυσικών σημάτων και μετατροπή τους σε πληροφορίες εικόνας.
3. Η ανάλυση είναι διαφορετική: λόγω της παρεμβολής και της περίθλασης του φωτός, η ανάλυση του μεταλλογραφικού μικροσκοπίου μπορεί να περιοριστεί μόνο σε 0.2-0.5um. Επειδή το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης χρησιμοποιεί δέσμες ηλεκτρονίων ως πηγή φωτός, η ανάλυσή του μπορεί να φτάσει μεταξύ 1-3nm. Επομένως, η παρατήρηση ιστού του μεταλλογραφικού μικροσκοπίου ανήκει σε ανάλυση κλίμακας μικρού και η παρατήρηση ιστού του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης ανήκει στην ανάλυση νανοκλίμακας.
4. Το βάθος πεδίου είναι διαφορετικό: το βάθος πεδίου ενός γενικού μεταλλογραφικού μικροσκοπίου είναι μεταξύ 2-3um, επομένως έχει εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις στην ομαλότητα της επιφάνειας του δείγματος, επομένως η διαδικασία προετοιμασίας του δείγματος είναι σχετικά περίπλοκος. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης έχει μεγάλο βάθος πεδίου, μεγάλο οπτικό πεδίο και τρισδιάστατη απεικόνιση, η οποία μπορεί να παρατηρήσει άμεσα τη λεπτή δομή της ανώμαλης επιφάνειας διαφόρων δειγμάτων.
