Skaneeriva elektronmikroskoopia (SEM) põhimõtted ja rakendused
Skaneeriva elektronmikroskoobi omadused
Võrreldes optilise mikroskoobi ja ülekandeelektronmikroskoobiga on skaneerival elektronmikroskoobil järgmised omadused:
(i) See on võimeline vahetult jälgima proovi pinna struktuuri ja proovi suurus võib olla kuni 120 mm x 80 mm x 50 mm.
ii) Proovi ettevalmistamise protsess on lihtne, ilma õhukesteks viiludeks lõikamata.
(iii) Proovi saab proovikambris ümber pöörata ja pöörata kolme ruumikraadi ulatuses, nii et proovi saab vaadelda erinevate nurkade alt.
(iv) Teravussügavus on suur ja pilt on kolmemõõtmelises mõttes rikkalik. SEM-i teravussügavus on sadu kordi suurem kui optilisel mikroskoobil ja kümneid kordi suurem kui transmissioonielektronmikroskoobil.
(E) pildi suurendusvahemik on lai, eraldusvõime on samuti suhteliselt kõrge. Saab suurendada tosin korda sadu tuhandeid kordi, see hõlmab põhimõtteliselt alates suurendusklaasist, optilisest mikroskoobist kuni ülekandeelektronmikroskoobi suurendusvahemikuni. Eraldusvõime optilise mikroskoobi ja ülekandeelektronmikroskoobi vahel, kuni 3 nm.
(vi) Proovi kahjustus ja saastumine elektronkiire poolt on väike.
(vii) Morfoloogiat jälgides saab mikropiirkondlikuks koostise analüüsiks kasutada teisi proovist väljastatud signaale.
Skaneeriva elektronmikroskoobi ehitus ja tööpõhimõte
a) Konstruktsioon 1. tünn
Tünn sisaldab elektronpüstolit, kondensaatori peeglit, objektiivi ja skaneerimissüsteemi. Selle ülesanne on tekitada väga peent elektronkiirt (läbimõõt umbes paar nm) ja panna elektronkiir proovi pinna skannimisse, samal ajal ergastades erinevaid signaale.
Elektronsignaali kogumise ja töötlemise süsteem
Proovikambris interakteerub skaneeriv elektronkiir prooviga, tekitades mitmesuguseid signaale, sealhulgas sekundaarseid elektrone, tagasihajutatud elektrone, röntgenikiirgust, neeldunud elektrone, Augeri elektrone jne. Ülaltoodud signaalide puhul on kõige olulisemad sekundaarsed elektronid, mis on langevate elektronide poolt ergastatud proovi aatomite välised elektronid, mis tekivad mõne nm kuni kümnete nm sügavusel proovi pinnast allpool, ja selle teke. määr sõltub peamiselt proovi morfoloogiast ja koostisest. Skaneerivat elektronmikroskoobi kujutist nimetatakse tavaliselt sekundaarseks elektronkujutiseks, mis on proovi pinnamorfoloogia uurimiseks kõige kasulikum elektronsignaal. Sekundaarsete elektronide detektor (sondi joonis 15 (2) on stsintillaator, kui elektronid tabavad stsintillaatorit, 1 milles valgus tekib, edastatakse see valgus valgustoru kaudu fotokordisti torusse, valgussignaal, mis muundatakse voolusignaaliks ning seejärel eelvõimendi ja videovõimenduse abil muundatakse voolusignaal pingesignaaliks ja saadetakse lõpuks pilditoru väravasse.
