Skaneeriva elektronmikroskoopia põhimõtted ja rakendused
SEM-i omadused
Võrreldes optilise mikroskoobi ja ülekandeelektronmikroskoobiga on skaneerival elektronmikroskoobil järgmised omadused:
(1) Proovi pinnastruktuuri saab otse jälgida ja proovi suurus võib olla kuni 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Proovi ettevalmistamise protsess on lihtne ja seda ei ole vaja õhukesteks viiludeks lõigata.
(3) Proovi saab tõlkida ja pöörata proovikambris kolmemõõtmelises ruumis, nii et proovi saab vaadelda erinevate nurkade alt.
(4) Teravussügavus on suur ja pilt on täis kolmemõõtmelisust. Skaneeriva elektronmikroskoobi teravussügavus on sadu kordi suurem kui optilisel mikroskoobil ja kümneid kordi suurem kui transmissioonielektronmikroskoobil.
(5) Pildi suurendusvahemik on lai ja eraldusvõime suhteliselt kõrge. Seda saab suurendada kümme korda kuni sadu tuhandeid kordi ja see hõlmab põhimõtteliselt suurendusvahemikku suurendusklaasist, optilisest mikroskoobist kuni ülekandeelektronmikroskoobini. Eraldusvõime on optilise mikroskoobi ja ülekandeelektronmikroskoobi vahel, kuni 3 nm.
(6) Proovi kahjustused ja saastumine elektronkiire poolt on suhteliselt väikesed.
(7) Morfoloogiat jälgides saab mikrokomponentide analüüsiks kasutada ka teisi proovi signaale.
Skaneeriva elektronmikroskoobi struktuur ja tööpõhimõte
1. objektiivitoru
Objektiivi silinder sisaldab elektronpüstolit, kondensaatoriläätset, objektiivi ja skaneerimissüsteemi. Selle ülesandeks on tekitada väga õhuke elektronkiir (läbimõõduga umbes paar nm) ja panna elektronkiir proovi pinda skaneerima ning samaaegselt stimuleerima erinevaid signaale.
2. Elektrooniline signaalide kogumise ja töötlemise süsteem
Proovikambris interakteerub skaneeriv elektronkiir prooviga, tekitades erinevaid signaale, sealhulgas sekundaarseid elektrone, tagasihajutatud elektrone, röntgenikiirgust, neeldunud elektrone, Augeri elektrone jne. Ülaltoodud signaalidest on kõige olulisemad sekundaarsed elektronid , mis on langevate elektronide poolt ergastatud proovi aatomite välised elektronid, mis tekivad proovi pinna all mitme nm kuni kümnete nm kaugusel ning genereerimiskiirus sõltub peamiselt proovide morfoloogiast ja koostisest. Niinimetatud skaneeriv elektronkujutis viitab tavaliselt sekundaarsele elektronkujutisele, mis on proovi pinnamorfoloogia uurimiseks kõige kasulikum elektrooniline signaal. Sekundaarsete elektronide tuvastamise detektor (sond joonisel 15(2) on stsintillaator, kui elektronid tabavad stsintillaatorit, 1 tekitab selles valgust, see valgus edastatakse valgusjuhi abil fotokordisti torusse ja valgussignaal See tähendab, et see muundatakse voolusignaaliks ja seejärel eelvõimenduse ja videovõimenduse kaudu muundatakse voolusignaal pingesignaaliks ja saadetakse lõpuks pilditoru võrku.
