Skenuojančio elektroninio mikroskopo principas ir sandara
Skenuojantis elektroninis mikroskopas, pilnas skenuojančio elektroninio mikroskopo pavadinimas, anglų kalba yra skenuojantis elektroninis mikroskopas (SEM), yra elektroninis optinis instrumentas, naudojamas objektų paviršiaus struktūrai stebėti.
1. Skenuojančio elektroninio mikroskopo principas
Skenuojamųjų elektroninių mikroskopų gamyba pagrįsta elektronų sąveika su medžiaga. Kai didelės energijos žmogaus elektronų pluoštas bombarduoja medžiagos paviršių, sužadinimo sritis sukuria antrinius elektronus, Augerio elektronus, būdingus rentgeno spindulius ir kontinuuminius rentgeno spindulius, atgal išsklaidytus elektronus, perdavimo elektronus ir elektromagnetinę spinduliuotę matomoje ultravioletinėje šviesoje. ir infraraudonųjų spindulių sritis. . Tuo pačiu metu taip pat gali būti sukurtos elektronų ir skylių poros, gardelės virpesiai (fononai) ir elektronų virpesiai (plazmonai). Pavyzdžiui, antrinių elektronų ir atgal išsklaidytų elektronų rinkinys gali gauti informacijos apie medžiagos mikroskopinę morfologiją; Rentgeno spindulių rinkimas gali gauti informacijos apie medžiagos cheminę sudėtį. Skenuojantys elektroniniai mikroskopai veikia nuskaitydami mėginį itin smulkiu elektronų pluoštu, sužadindami antrinius elektronus mėginio paviršiuje. Pirmosios eilės elektronus surenka detektorius, ten esantis scintiliatorius paverčia optiniais signalais, o po to paverčia elektriniais signalais fotodaugintuvais ir stiprintuvais, kurie valdo elektronų pluošto intensyvumą fosforiniame ekrane ir rodo nuskaitytą vaizdą. sinchronizuojant su elektronų pluoštu. Vaizdai yra trimačiai vaizdai, atspindintys bandinio paviršiaus struktūrą.
2. Skenuojančio elektroninio mikroskopo sandara
(1) Objektyvo cilindras
Objektyvo vamzdyje yra elektronų pistoletas, kondensatoriaus objektyvas, objektyvas ir skenavimo sistema. Jo vaidmuo yra sukurti ypač smulkų elektronų pluoštą (maždaug kelių nanometrų skersmens), kuris nuskaito mėginio paviršių ir sužadina įvairius signalus.
(2) Elektroninė signalų gavimo ir apdorojimo sistema
Mėginio kameroje skenuojantis elektronų pluoštas sąveikaudamas su mėginiu generuoja įvairius signalus, įskaitant antrinius elektronus, atgal išsklaidytus elektronus, rentgeno spindulius, absorbuotus elektronus, rusiškus (Augerio) elektronus ir kt. Iš aukščiau paminėtų signalų svarbiausi yra antriniai elektronai, kurie yra išoriniai elektronai, sužadinti krintančių elektronų mėginio atomuose ir generuojami nuo kelių nanometrų iki dešimčių nanometrų žemiau mėginio paviršiaus. Generavimo greitį daugiausia lemia mėginio morfologija ir sudėtis. Skenuojančio elektroninio mikroskopo vaizdas paprastai reiškia antrinį elektronų vaizdą, kuris yra naudingiausias elektroninis signalas tiriant mėginio paviršiaus topografiją. Detektoriaus zondas, aptinkantis antrinius elektronus, yra scintiliatorius. Kai elektronai patenka į scintiliatorių, scintiliatoriuje susidaro šviesa. Ši šviesa šviesos vamzdžiu perduodama į fotodaugiklio vamzdelį, kuris šviesos signalą paverčia srovės signalu, kuris vėliau perduodamas per išankstinį stiprinimą ir vaizdo stiprinimą, srovės signalą paverčia įtampos signalu, kuris galiausiai siunčiamas į vaizdo vamzdis.
(3) Elektroninio signalo rodymo ir įrašymo sistema
Skenavimo elektroninio mikroskopo vaizdai rodomi ant katodinių spindulių vamzdžio (vaizdo vamzdžio) ir įrašomi fotoaparatu. Yra dviejų tipų vaizdo vamzdžiai, vienas naudojamas stebėjimui ir turi mažesnę skiriamąją gebą ir yra ilgas švytėjimo vamzdelis; kitas naudojamas fotografuoti, turi didesnę skiriamąją gebą ir yra trumpas švytėjimo vamzdelis.
(4) Vakuuminė sistema ir maitinimo sistema
Skenuojančio elektroninio mikroskopo vakuuminė sistema susideda iš mechaninio siurblio ir alyvos difuzijos siurblio. Maitinimo sistema suteikia specifinę galią, kurios reikia kiekvienam komponentui.
3. Skenuojančio elektroninio mikroskopo paskirtis
Pagrindinė skenuojamųjų elektroninių mikroskopų funkcija yra stebėti įvairių kietų mėginių paviršius didele raiška. Didelio lauko gylio vaizdai yra skenuojamojo elektroninio mikroskopo stebėjimų, tokių kaip: biologija, botanika, geologija, metalurgija ir kt., ypatybė. Stebėjimai gali būti mėginių paviršiai, pjaustyti paviršiai arba skerspjūviai. Metalurgai džiaugiasi matydami nesugadintus ar susidėvėjusius paviršius tiesiogiai. Lengvai ištirkite oksidinius paviršius, kristalų augimą ar korozijos defektus. Viena vertus, jis gali tiesiogiai ištirti smulkią popieriaus, tekstilės, natūralios ar apdorotos medienos struktūrą, o biologai gali ją panaudoti tirdami mažų, trapių mėginių struktūrą. Pavyzdžiui: žiedadulkių dalelės, diatomės ir vabzdžiai. Kita vertus, galima padaryti trimačius paveikslėlius, atitinkančius mėginio paviršių. Skenuojanti elektroninė mikroskopija yra plačiai naudojama tiriant kietąsias medžiagas ir yra palyginama su kitais instrumentais. Visiškai apibūdinti kietas medžiagas, skenuojanti elektroninė mikroskopija.
