A pásztázó elektronmikroszkópia (SEM) elvei és alkalmazásai
A pásztázó elektronmikroszkóp jellemzői
Az optikai mikroszkóppal és transzmissziós elektronmikroszkóppal összehasonlítva a pásztázó elektronmikroszkóp a következő jellemzőkkel rendelkezik:
(i) Képes közvetlenül megfigyelni a minta felületének szerkezetét, és a minta mérete akár 120 mm x 80 mm x 50 mm is lehet.
(ii) A minta-előkészítési folyamat egyszerű, nem kell vékony szeletekre vágni.
(iii) A minta három térfokban átfordítható és elforgatható a mintakamrában, így a minta különböző szögekből megfigyelhető.
(iv) A mélységélesség nagy, és a kép gazdag háromdimenziós értelemben. A SEM mélységélessége több százszor nagyobb, mint az optikai mikroszkópé és tízszer nagyobb, mint a transzmissziós elektronmikroszkópé.
(E) a kép nagyítási tartománya széles, a felbontás is viszonylag magas. Tucatszorostól több százezerszeresre nagyítható, alapvetően a nagyítótól az optikai mikroszkópon át egészen a transzmissziós elektronmikroszkóp nagyítási tartományáig terjed. Felbontás az optikai mikroszkóp és a transzmissziós elektronmikroszkóp között, 3 nm-ig.
(vi) A minta elektronsugár általi károsodása és szennyeződése kicsi.
(vii) A morfológia megfigyelése mellett a mintából kibocsátott egyéb jelek is felhasználhatók kistérségi összetételelemzésre.
A pásztázó elektronmikroszkóp felépítése és működési elve
a) Szerkezet 1. hordó
A cső tartalmazza az elektronpisztolyt, a kondenzátor tükröt, az objektívet és a letapogató rendszert. Feladata az, hogy nagyon finom elektronnyalábot készítsen (körülbelül néhány nm átmérőjű), és az elektronsugarat a minta felületén szkennelje, miközben különféle jeleket gerjeszt.
Elektronjel-gyűjtő és -feldolgozó rendszer
A mintakamrában a pásztázó elektronsugár kölcsönhatásba lép a mintával, és különféle jeleket hoz létre, beleértve a szekunder elektronokat, a visszaszórt elektronokat, a röntgensugárzást, az elnyelt elektronokat, az Auger-elektronokat és így tovább. A fenti jelekben a legfontosabbak a szekunder elektronok, amelyek a minta atomjaiban a beeső elektronok által gerjesztett külső elektronok, amelyek a minta felszíne alatt néhány nm-től több tíz nm-ig terjedő tartományban keletkeznek, és ennek keletkezése. aránya elsősorban a minta morfológiájától és összetételétől függ. A pásztázó elektronmikroszkópos képet általában másodlagos elektronképnek nevezik, amely a leghasznosabb elektronjel a minta felületi morfológiájának vizsgálatához. Másodlagos elektronok detektálása (15. ábra (2) a szonda egy szcintillátor, amikor az elektronok eltalálják a szcintillátort, 1 amelyben a fény keletkezik, ezt a fényt a fénycső továbbítja a fotosokszorozó csőbe, a fényjel áramjellé alakul, majd az előerősítő és a videoerősítés az áramjelet feszültségjellé alakítja, és végül a képcső kapujába kerül.
