Skaneeriva elektronmikroskoobi põhimõte ja rakendus
Võrreldes optilise mikroskoopia ja transmissioonielektronmikroskoopiaga on skaneerival elektronmikroskoopial järgmised omadused:
(1) Võimaldab otse jälgida proovi pinnastruktuuri, proovide suurus on kuni 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Proovi ettevalmistamise protsess on lihtne ja ei nõua õhukesteks viiludeks lõikamist.
(3) Proovi saab proovikambris kolmes mõõtmes tõlkida ja pöörata, nii et seda saab vaadelda erinevate nurkade alt.
(4) Teravussügavus on suur ja pilt on kolmemõõtmelises mõttes rikkalik. Skaneeriva elektronmikroskoopia teravussügavus on mitusada korda suurem kui optilisel mikroskoopial ja mitukümmend korda suurem kui transmissioonielektronmikroskoopial.
(5) Pildi suurendusvahemik on lai ja eraldusvõime on samuti suhteliselt kõrge. Seda saab suurendada kümnetest kuni sadade tuhandeteni ja see hõlmab põhimõtteliselt võimendusvahemikku suurendusklaasist, optilisest mikroskoobist kuni ülekandeelektronmikroskoobini. Eraldusvõime on optilise mikroskoopia ja ülekandeelektronmikroskoopia vahel, ulatudes kuni 3 nm-ni.
(6) Proovi kahjustused ja saastumine elektronkiirtega on suhteliselt väikesed.
(7) Morfoloogiat jälgides saab mikrotsooni koostise analüüsiks kasutada ka teisi proovist väljastatud signaale.
Skaneeriva elektronmikroskoopia struktuur ja tööpõhimõte
(1) Struktuur 1. Peegeltoru
Objektiivi silinder sisaldab elektronpüstolit, kondensaatorit, objektiivi ja skaneerimissüsteemi. Selle ülesandeks on tekitada väga peen elektronkiir (läbimõõduga umbes paar nanomeetrit) ja panna elektronkiir proovi pinnal skaneerima, samal ajal stimuleerides erinevaid signaale.
2. Elektrooniline signaalide kogumise ja töötlemise süsteem
Proovikambris interakteerub skaneeriv elektronkiir prooviga, genereerides mitmesuguseid signaale, sealhulgas sekundaarseid elektrone, tagasihajutatud elektrone, röntgenikiirgust, neeldumiselektroni, Augeri elektroni jne. Ülaltoodud signaalidest on kõige olulisem Sekundaarelektronid, mis on langeva elektroni poolt ergastatud proovi aatomi välimine elektron, mis tekib proovi pinna all mitme nm kuni kümnete nm sügavusel ning selle tootmiskiirus sõltub peamiselt proovi morfoloogiast ja koostisest. Üldiselt viitab skaneeriv elektriline kujutis sekundaarsete elektronide kujutisele, mis on kõige kasulikum elektrooniline signaal proovide pinnamorfoloogia uurimiseks. Sekundaarsete elektronide tuvastamiseks mõeldud detektori sond (joon. 15 (2)) on stsintillaator. Kui elektron tabab stsintillaatorit, tekitab 1 selles valgust. Fotojuht edastab selle valguse fotokordisti torusse ja optiline signaal muundatakse voolusignaaliks. Pärast eelvõimendust ja videovõimendust muundatakse voolusignaal pingesignaaliks ja saadetakse lõpuks pilditoru võrku.
