Принципи та застосування скануючої електронної мікроскопії (SEM)
Характеристики скануючого електронного мікроскопа
У порівнянні з оптичним мікроскопом і трансмісійним електронним мікроскопом скануючий електронний мікроскоп має такі характеристики:
(i) Він здатний безпосередньо спостерігати за структурою поверхні зразка, а розмір зразка може досягати 120 мм x 80 мм x 50 мм.
(ii) Процес приготування зразка простий, без необхідності нарізати його на тонкі скибочки.
(iii) Зразок можна переміщати та повертати на три градуси простору в камері для зразків, щоб зразок можна було спостерігати під різними кутами.
(iv) Глибина різкості велика, а зображення багате у тривимірному сенсі. Глибина різкості SEM у сотні разів більша, ніж у оптичного мікроскопа, і в десятки разів більша, ніж у трансмісійного електронного мікроскопа.
(E) діапазон збільшення зображення широкий, роздільна здатність також відносно висока. Можна збільшити в десятки разів до сотень тисяч разів, це в основному включає в себе діапазон збільшення від лупи, оптичного мікроскопа до трансмісійного електронного мікроскопа. Роздільна здатність між оптичним мікроскопом і трансмісійним електронним мікроскопом до 3 нм.
(vi) Пошкодження та забруднення зразка електронним променем незначні.
(vii) Спостерігаючи за морфологією, інші сигнали, випромінювані зразком, можна використовувати для мікрорегіонального аналізу складу.
Будова та принцип роботи скануючого електронного мікроскопа
(a) Будова 1. бочка
Стовбур містить електронну гармату, конденсорне дзеркало, об'єктив і систему сканування. Його роль полягає у створенні дуже тонкого електронного пучка (діаметром приблизно кілька нм) і скануванні поверхні зразка електронним пучком, одночасно збуджуючи різноманітні сигнали.
Система збору та обробки електронних сигналів
У камері для зразків промінь скануючих електронів взаємодіє зі зразком, створюючи різноманітні сигнали, включаючи вторинні електрони, електрони, розсіяні назад, рентгенівські промені, поглинені електрони, електрони Оже тощо. У наведених вище сигналах найважливішими є вторинні електрони, які є зовнішніми електронами в атомах зразка, збудженими падаючими електронами, що генеруються в області від кількох нм до десятків нм нижче поверхні зразка, і їх генерація швидкість залежить головним чином від морфології та складу зразка. Зображення скануючого електронного мікроскопа зазвичай називають вторинним електронним зображенням, яке є найбільш корисним електронним сигналом для вивчення морфології поверхні зразка. Виявлення вторинного детектора електронів (Рис. 15 (2) зонда є сцинтилятором, коли електрони потрапляють на сцинтилятор, 1 у якому генерується світло, це світло передається на фотопомножувач світловою трубкою, світловий сигнал, який перетворюється на сигнал струму, а потім за допомогою попереднього підсилювача та відеопідсилення сигнал струму перетворюється на сигнал напруги та, нарешті, надсилається на затвор кінескопа.
