Ποια είναι η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης;
Λόγω του γεγονότος ότι το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης χρησιμοποιείται για την απεικόνιση ΤΕ, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι το πάχος του δείγματος είναι εντός του εύρους μεγέθους που μπορεί να διαπεράσει η δέσμη ηλεκτρονίων. Για να επιτευχθεί αυτό, απαιτούνται διάφορες δυσκίνητες μέθοδοι προετοιμασίας δειγμάτων για τη μετατροπή δειγμάτων μεγάλου μεγέθους σε επίπεδο αποδεκτό για ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης.
Ο στόχος που επιδιώκουν οι επιστήμονες είναι να αξιοποιήσουν άμεσα τις ιδιότητες του υλικού των υλικών της επιφάνειας του δείγματος για μικροσκοπική απεικόνιση.
Μέσα από προσπάθειες, αυτή η ιδέα έγινε πραγματικότητα - Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM).
SEM - Όργανο οπτικής ηλεκτρονίων που σαρώνει την επιφάνεια του παρατηρούμενου δείγματος με μια πολύ λεπτή δέσμη ηλεκτρονίων, συλλέγει μια σειρά ηλεκτρονικών πληροφοριών που παράγονται από την αλληλεπίδραση μεταξύ της δέσμης ηλεκτρονίων και του δείγματος και εικόνες μετά τη μετατροπή και την ενίσχυση. Είναι ένα ευεργετικό εργαλείο για τη μελέτη τρισδιάστατων επιφανειακών δομών.
Η αρχή λειτουργίας του είναι:
Στο σωλήνα φακού υψηλού κενού, η δέσμη ηλεκτρονίων που δημιουργείται από το πιστόλι ηλεκτρονίων εστιάζεται σε μια λεπτή δέσμη από τον φακό σύγκλισης ηλεκτρονίων και στη συνέχεια σαρώνει και βομβαρδίζει την επιφάνεια του δείγματος σημείο προς σημείο για να δημιουργήσει μια σειρά ηλεκτρονικών πληροφοριών (Δευτερεύοντα ηλεκτρόνια, πίσω ηλεκτρόνια ανάκλασης, ηλεκτρόνια μετάδοσης, ηλεκτρόνια απορρόφησης κ.λπ.). Ο ανιχνευτής λαμβάνει διάφορα ηλεκτρονικά σήματα, τα ενισχύει από τον ηλεκτρονικό ενισχυτή και στη συνέχεια τα εισάγει στο σωλήνα εικόνας που ελέγχεται από το πλέγμα του σωλήνα εικόνας.
Κατά τη σάρωση της επιφάνειας του δείγματος με εστιασμένη δέσμη ηλεκτρονίων, λόγω των διαφορετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων, του επιφανειακού δυναμικού, της στοιχειακής σύστασης και της κοίλης κυρτής μορφολογίας της επιφάνειας σε διαφορετικά μέρη του δείγματος, οι ηλεκτρονικές πληροφορίες που διεγείρονται από τη δέσμη ηλεκτρονίων είναι διαφορετικό, με αποτέλεσμα τη συνεχή αλλαγή της έντασης της δέσμης ηλεκτρονίων του απεικονιστικού σωλήνα. Τέλος, μια εικόνα που αντιστοιχεί στην επιφανειακή δομή του δείγματος μπορεί να ληφθεί στη φθορίζουσα οθόνη του σωλήνα απεικόνισης. Σύμφωνα με τα διαφορετικά ηλεκτρονικά σήματα που λαμβάνονται από τον ανιχνευτή, μπορούν να ληφθούν η εικόνα οπισθοσκέδασης ηλεκτρονίων, η εικόνα δευτερογενών ηλεκτρονίων και η εικόνα ηλεκτρονίων απορρόφησης του δείγματος αντίστοιχα.
Όπως περιγράφηκε παραπάνω, ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης έχει ως επί το πλείστον τις ακόλουθες μονάδες: Μονάδα οπτικού συστήματος ηλεκτρονικών, μονάδα υψηλής τάσης, μονάδα συστήματος κενού, μονάδα ανίχνευσης μικροσήματος, μονάδα ελέγχου, μονάδα ελέγχου πίνακα μικρομετατόπισης κ.λπ.
