Kako radi skenirajući elektronski mikroskop? Koje su prednosti?
1: Skenirajući elektronski mikroskop
Budući da transmisioni elektronski mikroskop snima TE, potrebno je da debljina uzorka mora biti unutar raspona veličina u koji elektronski snop može prodrijeti. U tu svrhu potrebno je transformirati uzorke velikih dimenzija na prihvatljiv nivo za transmisijsku elektronsku mikroskopiju kroz različite glomazne metode pripreme uzoraka.
Da li može direktno koristiti svojstva materijala površinskog materijala uzorka za mikroskopsko snimanje, postao je cilj naučnika.
Nakon napornog rada, ova ideja je postala stvarnost ----- skenirajući elektronski mikroskop (ScanningElectronicMicroscopy, SEM).
SEM je elektronski optički instrument koji koristi vrlo fini snop elektrona za skeniranje površine uzorka koji se promatra, i prikuplja niz elektronskih informacija generiranih interakcijom između elektronskog snopa i uzorka, koji se transformira i pojačava u formu sliku. To je koristan alat za proučavanje trodimenzionalne površinske strukture.
Njegov princip rada je:
U visokovakuumskoj cijevi sočiva, snop elektrona generiran elektronskim pištoljem fokusira se u tanki snop od strane elektronske konvergentne leće, te se skenira i bombardira tačku po tačku na površini uzorka kako bi se stvorio niz elektronskih informacija (sekundarni elektroni , povratno reflektirani elektroni, preneseni elektroni, apsorpciona elektronika, itd.), detektor prima različite elektronske signale, pojačava ih elektronsko pojačalo, a zatim ulaze u cijev koju kontroliše mreža cijevne cijevi.
Kada fokusirani elektronski snop skenira površinu uzorka, zbog različitih fizičkih i hemijskih svojstava, površinskog potencijala, elementarnog sastava i konkavno-konveksnog oblika površine različitih delova uzorka, elektronska informacija koju pobuđuje elektronski snop je različit, što rezultira elektronskim snopom kineske cijevi. Intenzitet se također kontinuirano mijenja, i konačno se na fluorescentnom ekranu kineskopa može dobiti slika koja odgovara površinskoj strukturi uzorka. U zavisnosti od elektronskog signala koji detektor primi, može se dobiti slika povratno rasejanog elektrona, slika sekundarnog elektrona, slika apsorpcionog elektrona, itd. uzorka.
Kao što je gore opisano, skenirajući elektronski mikroskop uglavnom ima sljedeće module: modul elektronskog optičkog sistema, modul visokog napona, modul vakuumskog sistema, modul za detekciju mikro signala, upravljački modul, upravljački modul mikro stepena itd.
Dva: prednosti skenirajuće elektronske mikroskopije
1. Uvećanje
Budući da je veličina fluorescentnog ekrana skenirajućeg elektronskog mikroskopa fiksna, promjena povećanja se ostvaruje promjenom amplitude skeniranja elektronskog snopa na površini uzorka.
Ako se struja zavojnice za skeniranje smanji, opseg skeniranja elektronskog snopa na uzorku će se smanjiti i povećati uvećanje. Podešavanje je vrlo zgodno i može se kontinuirano podešavati od 20 puta do oko 200,000 puta.
2. Rezolucija
Rezolucija je glavni indeks performansi SEM-a.
Rezolucija je određena prečnikom upadnog elektronskog snopa i vrstom modulacionog signala:
Što je manji prečnik snopa elektrona, to je veća rezolucija.
Različiti fizički signali koji se koriste za snimanje imaju različite rezolucije.
Na primjer, SE i BE elektroni imaju različite raspone emisije na površini uzorka, a njihove rezolucije su različite. Generalno, rezolucija SE je oko 5-10 nm, a BE je oko 50-200 nm.
3. Dubina polja
Odnosi se na niz mogućnosti da sočivo može istovremeno fokusirati i slikati na različitim dijelovima uzorka s neravninama.
Konačna leća skenirajućeg elektronskog mikroskopa usvaja mali ugao otvora blende i veliku žižnu daljinu, tako da se može dobiti velika dubina polja, koja je 100-500 puta veća od one kod opšteg optičkog mikroskopa i 10 puta veća od transmisionog elektronskog mikroskopa.
Velika dubina polja, snažan trodimenzionalni osjećaj i realističan oblik su izvanredne karakteristike SEM-a.
Uzorci za SEM se dijele u dvije kategorije:
1 je uzorak dobre provodljivosti, koji općenito može zadržati svoj izvorni oblik i može se promatrati u elektronskom mikroskopu bez ili uz malo čišćenja;
2. Nevodljivi uzorci, ili uzorci koji gube vodu, ispuštaju se, skupljaju se i deformišu u vakuumu, moraju biti pravilno tretirani prije nego što se mogu promatrati.
