Taramalı elektron mikroskobu nasıl çalışır? Avantajları nelerdir?
1: Taramalı Elektron Mikroskobu
Transmisyon elektron mikroskobu TE ile görüntülendiğinden, numunenin kalınlığının elektron demetinin geçebileceği boyut aralığında olması gerekir. Bu amaçla, büyük boyutlu numunelerin çeşitli hantal numune hazırlama yöntemleri ile transmisyon elektron mikroskobu için kabul edilebilir bir düzeye dönüştürülmesi gerekmektedir.
Mikroskobik görüntüleme için numune yüzey malzemesinin malzeme özelliklerini doğrudan kullanıp kullanamayacağı, bilim adamlarının takip ettiği hedef haline geldi.
Sıkı çalışmanın ardından bu fikir gerçek bir ----- taramalı elektron mikroskobu (ScanningElectronicMicroscopy, SEM) haline geldi.
SEM, gözlemlenecek numunenin yüzeyini taramak için çok ince bir elektron ışını kullanan ve elektron ışını ile numune arasındaki etkileşim tarafından üretilen ve forma dönüştürülen ve büyütülen bir dizi elektronik bilgi toplayan elektronik bir optik alettir. bir şekil. Üç boyutlu yüzey yapısını incelemek için yararlı bir araçtır.
Çalışma prensibi:
Yüksek vakumlu mercek namlusunda, elektron tabancası tarafından üretilen elektron ışını, elektron yakınsayan mercek tarafından ince bir ışın halinde odaklanır ve bir dizi elektronik bilgi (ikincil elektronlar) oluşturmak için numune yüzeyinde nokta nokta taranır ve bombardımana tutulur. , geri yansıyan elektronlar, iletilen elektronlar, absorpsiyon Elektroniği, vb.), çeşitli elektronik sinyaller dedektör tarafından alınır, elektronik amplifikatör tarafından yükseltilir ve ardından resim tüpü ızgarası tarafından kontrol edilen resim tüpüne girdi.
Odaklanmış elektron ışını numunenin yüzeyini taradığında, numunenin farklı bölümlerinin yüzeyinin farklı fiziksel ve kimyasal özellikleri, yüzey potansiyeli, element bileşimi ve içbükey-dışbükey şekli nedeniyle, elektron ışını tarafından uyarılan elektronik bilgi Farklı, sonuç olarak resim tüpünün elektron ışını Yoğunluk da sürekli değişir ve son olarak kineskopun floresan ekranında numunenin yüzey yapısına karşılık gelen bir görüntü elde edilebilir. Dedektörün aldığı elektronik sinyale bağlı olarak sırasıyla numunenin geri saçılan elektron görüntüsü, ikincil elektron görüntüsü, absorpsiyon elektron görüntüsü vb. elde edilebilir.
Yukarıda açıklandığı gibi, bir taramalı elektron mikroskobu çoğunlukla aşağıdaki modüllere sahiptir: elektron optik sistem modülü, yüksek voltaj modülü, vakum sistemi modülü, mikro sinyal algılama modülü, kontrol modülü, mikro aşama kontrol modülü, vb.
İki: taramalı elektron mikroskobunun avantajları
1. Büyütme
Taramalı elektron mikroskobunun flüoresan ekranının boyutu sabit olduğundan, büyütme değişimi numune yüzeyindeki elektron demetinin tarama genliği değiştirilerek gerçekleştirilir.
Tarama bobininin akımı azaltılırsa, numune üzerindeki elektron demetinin tarama mesafesi küçülür ve büyütme artar. Ayarlama çok uygundur ve sürekli olarak 20 defadan yaklaşık 200,000 defaya kadar ayarlanabilir.
2. Çözünürlük
Çözünürlük, SEM'in ana performans indeksidir.
Çözünürlük, gelen elektron ışınının çapına ve modülasyon sinyalinin türüne göre belirlenir:
Elektron ışını çapı ne kadar küçük olursa, çözünürlük o kadar yüksek olur.
Görüntüleme için kullanılan farklı fiziksel sinyallerin farklı çözünürlükleri vardır.
Örneğin, SE ve BE elektronları, numune yüzeyinde farklı emisyon aralıklarına sahiptir ve çözünürlükleri farklıdır. Genel olarak, SE'nin çözünürlüğü yaklaşık 5-10 nm'dir ve BE'nin çözünürlüğü yaklaşık 50-200 nm'dir.
3. Alan derinliği
Bir merceğin aynı anda odaklanabileceği ve bir numunenin çeşitli kısımlarını düzgünsüzlükle görüntüleyebileceği bir dizi yetenek anlamına gelir.
Taramalı elektron mikroskobunun son merceği, küçük bir açıklık açısı ve uzun bir odak uzaklığı benimser, böylece genel bir optik mikroskobunkinden 100-500 kat ve diğerinden 10 kat daha büyük olan geniş bir alan derinliği elde edilebilir. bir transmisyon elektron mikroskobununki.
Geniş alan derinliği, güçlü üç boyutlu algı ve gerçekçi şekil, SEM'in öne çıkan özellikleridir.
SEM için numuneler iki kategoriye ayrılır:
1, iyi iletkenliğe sahip, genellikle orijinal şeklini koruyabilen ve bir elektron mikroskobunda çok az temizlik yapılmadan veya temizlenerek gözlemlenebilen bir numunedir;
2. İletken olmayan numuneler veya vakumda su, gaz çıkışı, büzülme ve deforme olan numunelerin gözlemlenebilmesi için önce uygun şekilde işlenmesi gerekir.
