Kuidas skaneeriv elektronmikroskoop töötab? Millised on eelised?
1: skaneeriv elektronmikroskoop
Kuna ülekandeelektronmikroskoopi pildistab TE, on nõutav, et proovi paksus peab jääma suurusvahemikku, millest elektronkiir suudab läbi tungida. Selleks on vaja erinevate tülikate proovide ettevalmistamise meetodite abil muuta suuremõõtmelised proovid transmissioonelektronmikroskoopia jaoks vastuvõetavale tasemele.
Teadlaste eesmärgiks on saanud see, kas see saab mikroskoopilise pildistamise jaoks otseselt kasutada proovi pinnamaterjali materjali omadusi.
Pärast rasket tööd on sellest ideest saanud reaalsus ----- skaneeriv elektronmikroskoop (ScanningElectronicMicroscopy, SEM).
SEM on elektrooniline optiline instrument, mis kasutab väga peent elektronkiirt, et skaneerida vaadeldava proovi pinda ning kogub elektronkiire ja proovi vastastikmõjul tekkivat elektroonilist teavet, mis muundatakse ja võimendatakse. pilt. See on kasulik tööriist kolmemõõtmelise pinnastruktuuri uurimiseks.
Selle tööpõhimõte on järgmine:
Kõrgvaakumläätse silindris fokusseeritakse elektronpüstoli tekitatud elektronkiir elektronide koonduva läätse poolt õhukeseks kiireks ning skannitakse ja pommitatakse proovipinna punkt-punkti haaval, et genereerida rida elektroonilist teavet (sekundaarsed elektronid). , tagasipeegelduvad elektronid, edastatud elektronid, neeldumiselektroonika jne), detektor võtab vastu mitmesuguseid elektroonilisi signaale, mida võimendab elektrooniline võimendi ja seejärel sisestatakse need toruvõrgu poolt juhitavasse pilditorusse.
Kui fokuseeritud elektronkiir skannib proovi pinda, on proovi erinevate osade erinevate füüsikaliste ja keemiliste omaduste, pinnapotentsiaali, elementide koostise ja pinna nõgus-kumera kuju tõttu elektronkiire poolt ergastav elektrooniline informatsioon. erinevad, mille tulemuseks on pilditoru elektronkiir Pidevalt muutub ka intensiivsus ning lõpuks saab kineskoobi fluorestsentsekraanil saada proovi pinnastruktuurile vastava pildi. Sõltuvalt detektori poolt vastuvõetud elektroonilisest signaalist on võimalik saada proovi tagasihajutatud elektronkujutis, sekundaarne elektronkujutis, neeldumiselektroni kujutis jne.
Nagu eespool kirjeldatud, on skaneerival elektronmikroskoobil enamasti järgmised moodulid: elektronoptilise süsteemi moodul, kõrgepingemoodul, vaakumsüsteemi moodul, mikrosignaali tuvastamise moodul, juhtmoodul, mikroastme juhtimismoodul jne.
Kaks: skaneeriva elektronmikroskoopia eelised
1. Suurendus
Kuna skaneeriva elektronmikroskoobi fluorestsentsekraani suurus on fikseeritud, realiseeritakse suurenduse muutus proovi pinnal oleva elektronkiire skaneerimisamplituudi muutmisega.
Kui skaneerimispooli voolutugevust vähendada, väheneb proovi elektronkiire skaneerimisulatus ja suurendatakse suurendust. Reguleerimine on väga mugav ja seda saab pidevalt reguleerida 20-st kuni umbes 200-ni 000 korda.
2. Resolutsioon
Eraldusvõime on SEM-i peamine jõudlusindeks.
Eraldusvõime määratakse langeva elektronkiire läbimõõdu ja modulatsioonisignaali tüübi järgi:
Mida väiksem on elektronkiire läbimõõt, seda suurem on eraldusvõime.
Erinevatel pildistamiseks kasutatavatel füüsilistel signaalidel on erinev eraldusvõime.
Näiteks SE ja BE elektronidel on proovi pinnal erinevad emissioonivahemikud ja nende eraldusvõimed on erinevad. Üldiselt on SE eraldusvõime umbes 5-10 nm ja BE eraldusvõime umbes 50-200 nm.
3. Teravussügavus
See viitab erinevatele võimalustele, mida objektiiv suudab samaaegselt teravustada ja pildistada proovi erinevatest osadest, millel on ebaühtlus.
Skaneeriva elektronmikroskoobi viimane lääts võtab vastu väikese avanurga ja pika fookuskauguse, nii et on võimalik saavutada suur teravussügavus, mis on 100-500 korda suurem kui tavalise optilise mikroskoobi oma ja 10 korda suurem kui ülekandeelektronmikroskoobi oma.
Suur teravussügavus, tugev kolmemõõtmeline taju ja realistlik kuju on SEM-i silmapaistvad omadused.
SEM-i proovid jagunevad kahte kategooriasse:
1 on hea juhtivusega proov, mis suudab üldiselt säilitada oma esialgse kuju ja mida on võimalik jälgida elektronmikroskoobis ilma või vähese puhastamiseta;
2. Mittejuhtivaid proove või proove, mis kaotavad vett, eralduvad gaasid, kahanevad ja deformeeruvad vaakumis, tuleb enne vaatlemist korralikult töödelda.
