Принципи та застосування скануючої електронної мікроскопії
Особливості SEM
У порівнянні з оптичним мікроскопом і трансмісійним електронним мікроскопом скануючий електронний мікроскоп має такі характеристики:
(1) Структуру поверхні зразка можна спостерігати безпосередньо, а розмір зразка може досягати 120 мм × 80 мм × 50 мм.
(2) Процес приготування зразка простий і не потребує розрізання на тонкі скибочки.
(3) Зразок можна переміщати та обертати в тривимірному просторі в камері для зразків, тому зразок можна спостерігати під різними кутами.
(4) Глибина різкості велика, а зображення є тривимірним. Глибина різкості скануючого електронного мікроскопа в сотні разів більша, ніж у оптичного мікроскопа, і в десятки разів більша, ніж у просвічуючого електронного мікроскопа.
(5) Діапазон збільшення зображення широкий, а роздільна здатність відносно висока. Його можна збільшити в десять разів до сотень тисяч разів, і він в основному включає діапазон збільшення від лупи, оптичного мікроскопа до трансмісійного електронного мікроскопа. Роздільна здатність між оптичним мікроскопом і просвічуючим електронним мікроскопом до 3 нм.
(6) Пошкодження та забруднення зразка електронним променем відносно невеликі.
(7) Спостерігаючи за морфологією, інші сигнали зразка також можна використовувати для аналізу мікрокомпонентів.
Будова та принцип роботи скануючого електронного мікроскопа
1. оправа об'єктива
Стовбур об’єктива містить електронну гармату, збиральну лінзу, об’єктив і систему сканування. Його функція полягає в тому, щоб генерувати дуже тонкий електронний промінь (приблизно кілька нм у діаметрі), і змушувати електронний промінь сканувати поверхню зразка та одночасно стимулювати різні сигнали.
2. Електронна система збору та обробки сигналів
У камері зразка промінь скануючих електронів взаємодіє зі зразком, щоб генерувати різні сигнали, включаючи вторинні електрони, електрони, розсіяні назад, рентгенівське випромінювання, поглинені електрони, електрони Оже тощо. Серед вищезазначених сигналів найважливішими є вторинні електрони , які є зовнішніми електронами в атомах зразка, збуджених падаючими електронами, які генеруються в області від кількох нм до десятків нм нижче поверхні зразка, і швидкість генерації в основному залежить від морфології та складу зразків. Так зване скануюче електронне зображення зазвичай відноситься до вторинного електронного зображення, яке є найбільш корисним електронним сигналом для вивчення морфології поверхні зразка. Детектор для детектування вторинних електронів (зонд на малюнку 15(2) є сцинтилятором, коли електрони потрапляють на сцинтилятор, 1 генерує в ньому світло, це світло передається на фотопомножувач світловодом, і світловий сигнал Тобто він перетворюється на сигнал струму, а потім за допомогою попереднього підсилення та відеопідсилення сигнал струму перетворюється на сигнал напруги та, нарешті, надсилається на сітку кінескопа.
