Обговорення технології СЕМ скануючого електронного мікроскопа
тестові елементи SEM
1. Аналіз морфології поверхні матеріалу, спостереження за морфологією мікрозони
2. Проаналізуйте форму, розмір, поверхню, поперечний переріз і гранулометричний склад різних матеріалів
3. Спостереження за морфологією поверхні, аналіз шорсткості та товщини плівки різних зразків тонкої плівки
Підготовка зразків СЕМ є простішою, ніж підготовка зразків ТЕМ, і не потребує вбудовування та розрізання.
Зразок запиту:
Зразок повинен бути твердим; відповідають вимогам щодо нетоксичного, нерадіоактивного, екологічно чистого, немагнітного, безводного та стабільного складу.
Принципи приготування:
Зразок, поверхня якого забруднена, слід належним чином очистити, не руйнуючи структуру поверхні зразка, а потім висушити;
Нещодавно зламані переломи або розрізи зазвичай не потребують лікування, щоб не пошкодити структурний стан перелому або поверхні;
Поверхня або злам зразка, що підлягає ерозії, слід очистити та висушити;
Магнітні зразки попередньо розмагнічують;
Розмір зразка повинен відповідати розміру тримача зразка, призначеного для приладу.
Поширені методи:
масова проба
Блок провідного матеріалу: підготовка зразка не потрібна, зразок прикріплюється до тримача зразка за допомогою провідного клею для безпосереднього спостереження.
Масові непровідні (або погано електропровідні) матеріали: спочатку використовуйте метод покриття для обробки зразка, щоб уникнути накопичення заряду та погіршення якості зображення.
зразок порошку
Метод прямої дисперсії:
Двосторонній клей наклеюється на мідний лист, частинки досліджуваного зразка розсипаються на ньому за допомогою ватних кульок, а зразок обережно продувається кулькою для чищення вух, щоб видалити прикріплені та нещільно фіксовані частинки.
Переверніть шматок скла, наповнений частинками, вирівняйте його з підготовленим столиком для зразка та обережно постукайте маленьким пінцетом або скляними паличками, щоб дрібні частинки рівномірно впали на столик для зразка.
Метод ультразвукової дисперсії: помістіть невелику кількість частинок у склянку, додайте відповідну кількість етанолу та ультразвуково вібруйте протягом 5 хвилин, потім додайте його до мідного листа за допомогою крапельниці та дайте йому висохнути природним шляхом.
Спосіб нанесення покриття
Вакуумне покриття
Метод нанесення покриття вакуумним випаровуванням (так званий вакуумним випаровуванням) полягає в нагріванні сировини, яка має бути сформована в контейнері для випаровування у вакуумній камері, таким чином, щоб атоми або молекули випаровувались і виходили з поверхні, утворюючи потік пари, який падає на тверде тіло (називається підкладкою). або підкладка) поверхня, методом конденсації утворюється суцільна плівка.
покриття іонним напиленням
принцип:
Покриття іонним розпиленням — це тліючий розряд у частково вакуумованій камері розпилення для генерації позитивних іонів газу; під дією прискорення напруги між катодом (мішенню) і анодом (зразком) позитивно заряджені іони бомбардують поверхню катода. Матеріал поверхні катода розпилюється; утворені нейтральні атоми розпорошуються з усіх боків і падають на поверхню зразка, утворюючи однорідну плівку на поверхні зразка.
особливості:
Для будь-якого матеріалу, який буде покрито, якщо з нього можна зробити мішень, можна реалізувати напилення (підходить для підготовки матеріалів, які важко випаровуються, і непросто отримати тонкоплівкові матеріали, що відповідають сполукам високої чистоти );
Плівка, отримана напиленням, добре скріплюється з підкладкою;
Споживання дорогоцінних металів менше, лише близько кількох міліграмів щоразу;
Процес напилення має хорошу повторюваність, товщину плівки можна контролювати, і в той же час можна отримати плівку рівномірної товщини на підкладці великої площі.
Метод напилення: напилення постійного струму, радіочастотне напилення, магнетронне напилення, реактивне напилення.
1. Розпилення постійного струму
Він використовується рідко, оскільки швидкість осадження надто низька ~0.1 мкм/хв, підкладка нагрівається, мішень має бути електропровідною, висока напруга постійного струму та високий тиск повітря.
Переваги: простий пристрій, легкість управління, хороша повторюваність опалубки.
Недоліки: високий робочий тиск (10-2Торр), не працює високовакуумний насос;
Низька швидкість осадження, високе підвищення температури підкладки, можна використовувати лише металеві мішені (ізолюючі мішені спричиняють накопичення позитивних іонів)
2. ВЧ напилення
Частота РЧ: 13,56 МГц
особливості:
Електрони здійснюють коливальний рух, який подовжує шлях і більше не потребує високої напруги.
Ізоляційні діелектричні тонкі плівки можуть бути виготовлені за допомогою радіочастотного напилення
Ефект негативного зміщення радіочастотного напилення робить його схожим на напилення постійного струму.
3. Магнетронне розпилення
Принцип: використовуйте магнітне поле, щоб змінити напрямок руху електронів, стримати та подовжити траєкторію електронів, підвищити ймовірність іонізації електронів до робочого газу та ефективно використовувати енергію електронів. Таким чином, розпилення мішені, викликане бомбардуванням мішені позитивними іонами, є більш ефективним, і розпилення може проводитися в умовах нижчого тиску повітря. на підкладках, які можна нанести лише вчасно.
