Skenuojančios elektroninės mikroskopijos principai ir taikymas
SEM ypatybės
Palyginti su optiniu mikroskopu ir perdavimo elektronų mikroskopu, skenuojantis elektroninis mikroskopas turi šias charakteristikas:
(1) Mėginio paviršiaus struktūrą galima tiesiogiai stebėti, o mėginio dydis gali būti net 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Mėginio paruošimo procesas yra paprastas ir jo nereikia pjaustyti plonais griežinėliais.
(3) Mėginys gali būti išverstas ir pasuktas trimatėje erdvėje mėginio kameroje, todėl mėginį galima stebėti įvairiais kampais.
(4) Lauko gylis yra didelis, o vaizdas pilnas trimačio. Skenuojančio elektroninio mikroskopo lauko gylis yra šimtus kartų didesnis nei optinio mikroskopo ir dešimtis kartų didesnis nei perdavimo elektronų mikroskopo.
(5) Vaizdo padidinimo diapazonas yra platus, o skiriamoji geba yra gana didelė. Jis gali būti padidintas nuo dešimties iki šimtų tūkstančių kartų ir iš esmės apima didinimo diapazoną nuo didinamojo stiklo, optinio mikroskopo iki perdavimo elektroninio mikroskopo. Skiriamoji geba yra tarp optinio mikroskopo ir perdavimo elektroninio mikroskopo, iki 3 nm.
(6) Mėginio pažeidimas ir užteršimas elektronų pluoštu yra palyginti nedideli.
(7) Stebint morfologiją, mikrokomponentų analizei gali būti naudojami ir kiti mėginio signalai.
Skenuojančio elektroninio mikroskopo sandara ir veikimo principas
1. objektyvo vamzdelis
Objektyvo vamzdyje yra elektronų pistoletas, kondensatoriaus objektyvas, objektyvas ir skenavimo sistema. Jo funkcija yra sukurti labai ploną elektronų pluoštą (apie kelių nm skersmens) ir priversti elektronų pluoštą skenuoti mėginio paviršių ir tuo pačiu metu stimuliuoti įvairius signalus.
2. Elektroninė signalų surinkimo ir apdorojimo sistema
Mėginio kameroje skenuojantis elektronų pluoštas sąveikauja su mėginiu, kad generuotų įvairius signalus, įskaitant antrinius elektronus, atgal išsklaidytus elektronus, rentgeno spindulius, absorbuotus elektronus, Augerio elektronus ir kt. Iš minėtų signalų svarbiausi yra antriniai elektronai. , kurie yra išoriniai elektronai mėginio atomuose, sužadinami krintančių elektronų, kurie susidaro nuo kelių nm iki dešimčių nm žemiau mėginio paviršiaus, o generavimo greitis daugiausia priklauso nuo morfologijos ir mėginių sudėties. Vadinamasis skenuojantis elektronų vaizdas paprastai reiškia antrinį elektronų vaizdą, kuris yra naudingiausias elektroninis signalas tiriant mėginio paviršiaus morfologiją. Antrinių elektronų aptikimo detektorius (zondas 15(2) pav. yra scintiliatorius, elektronams pataikius į scintiliatorių 1 generuos šviesą jame, ši šviesa šviesos kreiptuvu perduodama į fotodaugiklio vamzdelį, o šviesos signalas Tai yra, jis paverčiamas srovės signalu, o tada, naudojant išankstinį stiprinimą ir vaizdo stiprinimą, srovės signalas paverčiamas įtampos signalu ir galiausiai siunčiamas į vaizdo vamzdžio tinklelį.
