Застосування скануючої електронної мікроскопії
Скануючий електронний мікроскоп є багатофункціональним інструментом з багатьма чудовими властивостями, і це найбільш широко використовуваний інструмент. Він може виконувати наступний базовий аналіз:
в
(1) Спостереження та аналіз тривимірної форми;
в
(2) Спостерігаючи за морфологією, проводиться аналіз складу мікрозони.
в
① Спостерігайте за наноматеріалами. Так звані наноматеріали стосуються твердих матеріалів, отриманих шляхом тиску на частинки або кристаліти, які утворюють матеріали, у діапазоні від 0.1 до 100 нм і підтримання чистоти поверхні. Наноматеріали мають багато унікальних фізичних і хімічних властивостей, які відрізняються від кристалічних і аморфних станів. Наноматеріали мають широкі перспективи розвитку і стануть ключовим напрямком майбутніх матеріалознавчих досліджень. Важливою особливістю скануючої електронної мікроскопії є її висока роздільна здатність, яка широко використовується для спостереження за наноматеріалами.
в
② Проаналізуйте руйнування матеріалу. Ще однією важливою особливістю скануючого електронного мікроскопа є велика глибина різкості та тривимірність зображення. Глибина фокусу скануючого електронного мікроскопа в 10 разів більша, ніж трансмісійного електронного мікроскопа, і в сотні разів більша, ніж оптичного мікроскопа. Завдяки великій глибині різкості зображення, отримане скановане електронне зображення має тривимірну форму і може надати набагато більше інформації, ніж інші мікроскопи. Ця функція дуже цінна для користувачів. Морфологія руйнування, що відображається скануючим електронним мікроскопом, представляє сутність руйнування матеріалу з точки зору глибокого рівня та великої глибини поля. Вона відіграє незамінну роль у навчанні, наукових дослідженнях і виробництві. Такі аспекти, як визначення раціональності, є потужним інструментом.
в
③ безпосередньо спостерігайте за вихідною поверхнею великого зразка. Він може безпосередньо спостерігати за зразками діаметром 100 мм, висотою 50 мм або більшими розмірами без будь-яких обмежень щодо форми зразка, а також можна спостерігати за шорсткими поверхнями, що економить проблеми з підготовкою зразків і може справді спостерігайте за зразками Контраст різних матеріальних компонентів самого зразка (електронне зображення зворотного відбиття).
в
④ Зверніть увагу на товстий зразок. При спостереженні за товстими зразками він може отримати високу роздільну здатність і найбільш реалістичну форму. Роздільна здатність скануючої електронної мікроскопії знаходиться між роздільною здатністю світлової мікроскопії та трансмісійної електронної мікроскопії. Однак, порівнюючи спостереження товстих зразків, оскільки метод ламінування все ще використовується в трансмісійному електронному мікроскопі, а роздільна здатність ламінування може досягати лише 10 нм, а спостереження не відбувається за самим зразком, тому використовуйте скануючу електронну мікроскопію більш вигідно спостерігати за товстими зразками та можна отримати більш реальну інформацію про поверхню зразка.
в
⑤ Зверніть увагу на деталі кожної ділянки зразка. Діапазон руху зразка в камері для зразків дуже великий. Робоча відстань інших мікроскопів зазвичай становить лише 2-3 см, тому фактично лише зразок може рухатися у двовимірному просторі. Але в скануючому електронному мікроскопі все інакше через велику робочу відстань (може перевищувати 20 мм), велику глибину фокусування (в 10 разів більшу, ніж у трансмісійного електронного мікроскопа) і великий простір камери для зразків, отже, зразок можна помістити в тривимірний простір. У русі є 6 ступенів свободи (тобто трансляція тривимірного простору, обертання тривимірного простору), а діапазон переміщення великий, що забезпечує велику зручність до спостереження за деталями кожної ділянки зразка неправильної форми.
в
⑥Поспостерігайте за зразком у великому полі зору та малому збільшенні. Поле зору зразка, що спостерігається скануючим електронним мікроскопом, велике. У скануючому електронному мікроскопі поле зору F, яке дозволяє одночасно спостерігати зразок, визначається за такою формулою: F=L/M
в
У формулі F——дальність поля зору;
в
М - збільшення при спостереженні;
L——розмір екрана кінескопа.
Якщо для скануючого електронного мікроскопа використовується кінескоп діаметром 30 см (12 дюймів), при 15-кратному збільшенні його поле зору може досягати 20 мм. Велике поле зору та мале збільшення для спостереження за топографією зразків необхідні для деяких галузей, таких як кримінальне розслідування та археологія.
⑦ Проводьте безперервне спостереження від великого до малого збільшення. Змінний діапазон збільшення дуже широкий, і немає необхідності часто фокусуватися. Діапазон збільшення скануючого електронного мікроскопа дуже широкий (від 50,000 до 200,000 разів безперервно регулюється), і після одноразового фокусування його можна безперервно спостерігати від великого до малого збільшення, і від малого збільшення до великого без перефокусування. Аналіз особливо зручний.
⑧ Спостереження за біологічними зразками. Ступінь пошкодження і забруднення зразка внаслідок електронного опромінення дуже мала. Порівняно з іншими електронними мікроскопами, оскільки струм електронного зонда, який використовується для спостереження, невеликий (зазвичай близько 10 -10 ~ 10 -12A), розмір плями променя електронного зонда невеликий (зазвичай від 5 нм до десятки нанометрів), а електрон. Енергія зонда також відносно мала (напруга прискорення може досягати 2 кВ), і зразок не опромінюється у фіксованій точці, а опромінюється за допомогою растрового сканування, тому пошкодження та забруднення зразка відбуваються внаслідок електронного опромінення Дуже мало, що особливо важливо для спостереження за деякими біологічними зразками.
⑨ Проведіть динамічне спостереження. У скануючому електронному мікроскопі інформація зображення є переважно електронною. Згідно з технічним рівнем сучасної електронної промисловості, навіть електронну інформацію, яка змінюється з високою швидкістю, можна отримати, обробити та зберегти вчасно без труднощів, тому можна проводити деякі динамічні спостереження процесу. Якщо в камері для зразків встановлено такі аксесуари, як нагрівання, охолодження, згинання, розтягування та іонне травлення, процес динамічної зміни, такий як фазовий перехід і руйнування, можна спостерігати за допомогою телевізійного пристрою. 10 Отримайте різну інформацію з топографії поверхні зразка. У скануючому електронному мікроскопі можна не тільки використовувати падаючі електрони для взаємодії зі зразком для генерування різної інформації для зображення, але й отримувати різноманітні спеціальні методи відображення зображень за допомогою методів обробки сигналів, а також отримувати інформацію з поверхні. морфологія зразка. Отримати різну інформацію. Оскільки скануюче електронне зображення не записується одночасно, воно розкладається майже на мільйон частин і записується послідовно, щоб скануючий електронний мікроскоп міг не тільки спостерігати морфологію поверхні, але й аналізувати склад і елементи, а також через схема електронного каналу. Для кристалографічного аналізу розмір обраної ділянки може бути від 10 мкм до 2 мкм.
Завдяки вищезазначеним характеристикам і функціям скануючого електронного мікроскопа наукові дослідники приділяли йому все більше уваги і набули все більшого застосування. Скануючі електронні мікроскопи широко використовуються в матеріалознавстві (металеві матеріали, неметалічні матеріали, наноматеріали), металургії, біології, медицині, напівпровідникових матеріалах і приладах, геологічній розвідці, боротьбі з шкідниками, ідентифікації катастроф (пожежі, аналіз відмов), кримінальній розвідці , ідентифікація дорогоцінних каменів, ідентифікація якості продукції та контроль виробничого процесу в промисловому виробництві тощо.
