Въведение в основните приложения на сканиращата електронна микроскопия
Сканиращият електронен микроскоп е многофункционален инструмент с много превъзходни свойства и е един от най-широко използваните инструменти, който може да извършва следните основни анализи:
(1) Наблюдение и анализ на триизмерна морфология;
(2) Композиционен анализ на микрорегиони при спазване на морфологията.
(1) Наблюдение на наноматериали. Така наречените наноматериали са твърди материали, които се получават чрез формоване под налягане при условие, че повърхността се поддържа чиста, когато размерът на частиците или микрокристалите, съставляващи материала, е в диапазона от 0.1 до 100 nm. Наноматериалите имат много уникални физикохимични свойства, които са различни от тези на кристалното и аморфното състояние. Наноматериалите имат широка перспектива за развитие и ще се превърнат в ключова посока на бъдещите изследвания на материалите. Важна характеристика на сканиращия електронен микроскоп е неговата висока разделителна способност, която сега се използва широко за наблюдение на наноматериали.
② За извършване на анализ на счупването на материала. Друга важна характеристика на сканиращия електронен микроскоп е голямата дълбочина на полето, изображението е богато в триизмерен смисъл. Дълбочината на фокуса на сканиращия електронен микроскоп от трансмисионния електронен микроскоп е 10 пъти по-голяма от оптичния микроскоп стотици пъти. Тъй като дълбочината на рязкост на изображението е голяма, така че сканиращото електронно изображение е богато в триизмерен смисъл, с триизмерна форма, може да предостави много повече информация от другите микроскопи, тази функция е много ценна за потребителя. Сканиращият електронен микроскоп показва морфологията на счупването от дълбокия, голям ъгъл на дълбочина на полето представя същността на счупването на материала, в преподаването, научните изследвания и производството, има незаменима роля в анализа на причината за счупването на материала, анализ на причината за злополуките и разумността на процеса е мощно средство за определяне.
③ Директно наблюдение на оригиналната повърхност на голям образец. Той може директно да наблюдава образеца с диаметър 100 mm, височина 50 mm или по-големи размери, без никакво ограничение във формата на образеца, а също така могат да се наблюдават грапави повърхности, което елиминира проблемите с подготовката на пробите и може наистина да наблюдава самия образец като материален компонент на различната облицовка (обратно отразено електронно изображение).
④Наблюдение на дебели проби. При наблюдение на дебели образци е възможно да се получи висока разделителна способност и най-реалистичен вид. Разделителната способност на сканиращата електронна микроскопия е между тази на оптичната микроскопия и трансмисионната електронна микроскопия. Въпреки това, когато се сравнява наблюдението на дебел образец, тъй като в трансмисионния електронен микроскоп е необходимо да се използва методът на съставния филм и разделителната способност на съставния филм обикновено е само 10 nm и наблюдението не е на самия образец следователно е по-благоприятно да наблюдавате дебелия образец със сканиращия електронен микроскоп, за да получите истинската информация за повърхността на образеца.
⑤ Наблюдавайте детайлите на всяка област на образеца. Образецът има много голям диапазон на движение в камерата за проби. Работното разстояние на другите микроскопи обикновено е само 2-3 cm, така че на образеца е разрешено да се движи само в две степени на пространство. Въпреки това, в сканиращия електронен микроскоп е различно, тъй като работното разстояние е голямо (може да бъде повече от 20 mm), фокусната дълбочина е голяма (10 пъти по-голяма от трансмисионния електронен микроскоп), а пространството на камерата за проба също е голям, така че на екземпляра може да се позволи да има шест степени на свобода на движение в три степени на пространство (т.е. три степени на пространствено преместване, три степени на пространствено въртене), а диапазонът на движение е голям, което е изключително удобно за наблюдението на екземпляри с неправилна форма на детайлите на различните региони.
(vi) Наблюдение на проби при голямо зрително поле и ниско увеличение. Зрителното поле за наблюдение на проби със сканиращ електронен микроскоп е голямо. В сканиращия електронен микроскоп зрителното поле F, което позволява едновременно наблюдение на образците, се определя по следната формула: F=L/M [8].
Където F - обхват на зрителното поле;
M - увеличението на наблюдението;
L - размерът на флуоресцентния екран на тръбата.
Ако сканиращият електронен микроскоп използва 30 cm (12 инча) тръба, увеличение 15 пъти, обхватът на зрителното му поле е до 20 mm. голямо зрително поле, наблюдение с ниско увеличение на формата на пробата е необходимо за някои области, като криминално разследване и археология.
(7) Непрекъснато наблюдение от голямо до ниско увеличение. Диапазонът на увеличение е много широк и няма нужда да фокусирате често. Диапазонът на увеличение на сканиращия електронен микроскоп е много широк (от 5 до 200, 000 пъти непрекъснато регулируеми) и добър фокус може да бъде от високи до ниски времена, от ниски до високи времена непрекъснато наблюдение, без префокусиране, което е особено удобен за анализ на аварии.
⑧ наблюдение на биологични проби. Поради електронното облъчване и появата на увреждане и замърсяване на пробите е много малко. Сравнение с други режими на електронна микроскопия, тъй като наблюдението на електронната сонда, използвана в тока, е малко (обикновено около 10-10 ~ 10-12A) размерът на петното на лъча на електронната сонда е малък (обикновено 5 nm до десетки от нанометри), енергията на електронната сонда също е сравнително малка (ускоряващото напрежение може да бъде толкова малко, колкото 2 kV) и не е фиксирана точка на облъчване на образеца, а метод на растерно сканиране на облъчване на образеца, следователно поради Следователно, степента на увреждане и замърсяване на пробата поради електронно облъчване е много малка, което е особено важно за наблюдението на някои биологични проби.
