Принципи и приложения на сканиращата електронна микроскопия
Характеристики на SEM
В сравнение с оптичния микроскоп и трансмисионния електронен микроскоп, сканиращият електронен микроскоп има следните характеристики:
(1) Повърхностната структура на пробата може да се наблюдава директно и размерът на пробата може да бъде толкова голям, колкото 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Процесът на приготвяне на пробата е прост и не е необходимо да се нарязва на тънки резени.
(3) Пробата може да се премести и завърти в триизмерно пространство в камерата за проба, така че пробата може да се наблюдава от различни ъгли.
(4) Дълбочината на полето е голяма и изображението е пълно с триизмерност. Дълбочината на рязкост на сканиращия електронен микроскоп е стотици пъти по-голяма от тази на оптичния микроскоп и десетки пъти по-голяма от тази на трансмисионния електронен микроскоп.
(5) Диапазонът на увеличение на изображението е широк и разделителната способност е сравнително висока. Може да се увеличи десет пъти до стотици хиляди пъти и основно включва диапазона на увеличение от лупа, оптичен микроскоп до трансмисионен електронен микроскоп. Разделителната способност е между оптичен микроскоп и трансмисионен електронен микроскоп, до 3nm.
(6) Увреждането и замърсяването на пробата от електронния лъч са относително малки.
(7) Докато се наблюдава морфологията, други сигнали от пробата също могат да се използват за микрокомпонентен анализ.
Структурата и принципът на работа на сканиращия електронен микроскоп
1. цев на обектива
Цевта на обектива включва електронен пистолет, кондензаторна леща, обективна леща и система за сканиране. Неговата функция е да генерира много тънък електронен лъч (около няколко nm в диаметър) и да накара електронния лъч да сканира повърхността на пробата и едновременно с това да стимулира различни сигнали.
2. Електронна система за събиране и обработка на сигнали
В камерата за пробата сканиращият електронен лъч взаимодейства с пробата, за да генерира различни сигнали, включително вторични електрони, обратно разпръснати електрони, рентгенови лъчи, абсорбирани електрони, Оже електрони и др. Сред горните сигнали най-важните са вторичните електрони , които са външните електрони в атомите на пробата, възбудени от падащите електрони, които се генерират в областта от няколко nm до десетки nm под повърхността на пробата, а скоростта на генериране зависи главно от морфологията и състава на пробите. Така нареченото сканиращо електронно изображение обикновено се отнася до вторичното електронно изображение, което е най-полезният електронен сигнал за изследване на повърхностната морфология на пробата. Детекторът за откриване на вторични електрони (сондата на фигура 15(2) е сцинтилатор, когато електроните ударят сцинтилатора, 1 ще генерира светлина в него, тази светлина се предава към фотоумножителната тръба от светлинния водач и светлинният сигнал Тоест, той се преобразува в токов сигнал и след това чрез предварително усилване и видео усилване, токовият сигнал се преобразува в сигнал за напрежение и накрая се изпраща към решетката на кинескопа.
