Αρχές και Εφαρμογές της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης
Χαρακτηριστικά του SEM
Σε σύγκριση με το οπτικό μικροσκόπιο και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
(1) Η επιφανειακή δομή του δείγματος μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα και το μέγεθος του δείγματος μπορεί να είναι τόσο μεγάλο όσο 120mm×80mm×50mm.
(2) Η διαδικασία προετοιμασίας του δείγματος είναι απλή και δεν χρειάζεται να κοπεί σε λεπτές φέτες.
(3) Το δείγμα μπορεί να μεταφραστεί και να περιστραφεί σε έναν τρισδιάστατο χώρο στον θάλαμο δειγμάτων, έτσι ώστε το δείγμα να μπορεί να παρατηρηθεί από διάφορες γωνίες.
(4) Το βάθος πεδίου είναι μεγάλο και η εικόνα είναι γεμάτη τρισδιάστατη. Το βάθος πεδίου του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης είναι εκατοντάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό του οπτικού μικροσκοπίου και δεκάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης.
(5) Το εύρος μεγέθυνσης της εικόνας είναι μεγάλο και η ανάλυση είναι σχετικά υψηλή. Μπορεί να μεγεθυνθεί δέκα φορές έως εκατοντάδες χιλιάδες φορές και βασικά περιλαμβάνει το εύρος μεγέθυνσης από μεγεθυντικό φακό, οπτικό μικροσκόπιο έως ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης. Η ανάλυση είναι μεταξύ οπτικού μικροσκοπίου και ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης, έως και 3 nm.
(6) Η βλάβη και η μόλυνση του δείγματος από τη δέσμη ηλεκτρονίων είναι σχετικά μικρές.
(7) Κατά την παρατήρηση της μορφολογίας, άλλα σήματα από το δείγμα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για ανάλυση μικροσυστατικών.
Η δομή και η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης
1. κάννη φακού
Η κάννη του φακού περιλαμβάνει ηλεκτρονικό πιστόλι, φακό συμπυκνωτή, αντικειμενικό φακό και σύστημα σάρωσης. Η λειτουργία του είναι να δημιουργεί μια πολύ λεπτή δέσμη ηλεκτρονίων (περίπου λίγα nm σε διάμετρο) και να κάνει τη δέσμη ηλεκτρονίων να σαρώνει την επιφάνεια του δείγματος και ταυτόχρονα να διεγείρει διάφορα σήματα.
2. Ηλεκτρονικό σύστημα συλλογής και επεξεργασίας σημάτων
Στο θάλαμο δείγματος, η δέσμη ηλεκτρονίων σάρωσης αλληλεπιδρά με το δείγμα για να δημιουργήσει διάφορα σήματα, συμπεριλαμβανομένων δευτερογενών ηλεκτρονίων, οπισθοσκεδασμένων ηλεκτρονίων, ακτίνων Χ, απορροφημένων ηλεκτρονίων, ηλεκτρονίων Auger κ.λπ. Μεταξύ των παραπάνω σημάτων, τα πιο σημαντικά είναι τα δευτερεύοντα ηλεκτρόνια , τα οποία είναι τα εξωτερικά ηλεκτρόνια στα άτομα του δείγματος που διεγείρονται από τα προσπίπτοντα ηλεκτρόνια, τα οποία δημιουργούνται στην περιοχή πολλών nm έως δεκάδων nm κάτω από την επιφάνεια του δείγματος και ο ρυθμός παραγωγής εξαρτάται κυρίως από τη Μορφολογία και τη σύνθεση των δειγμάτων. Η λεγόμενη εικόνα ηλεκτρονίων σάρωσης συνήθως αναφέρεται στη δευτερεύουσα εικόνα ηλεκτρονίων, η οποία είναι το πιο χρήσιμο ηλεκτρονικό σήμα για τη μελέτη της επιφανειακής μορφολογίας του δείγματος. Ο ανιχνευτής για την ανίχνευση δευτερογενών ηλεκτρονίων (ο ανιχνευτής στο Σχήμα 15(2) είναι ένας σπινθηριστής, όταν τα ηλεκτρόνια χτυπήσουν τον σπινθηριστή, το 1 θα δημιουργήσει φως σε αυτόν, αυτό το φως μεταδίδεται στον σωλήνα φωτοπολλαπλασιαστή από τον οδηγό φωτός και το φωτεινό σήμα Δηλαδή, μετατρέπεται σε σήμα ρεύματος και στη συνέχεια μέσω της προενίσχυσης και της ενίσχυσης βίντεο, το σήμα ρεύματος μετατρέπεται σε σήμα τάσης και τελικά αποστέλλεται στο πλέγμα του σωλήνα εικόνας.
