Applicazioni della microscopia elettronica a scansione
Il microscopio elettronico a scansione è uno strumento multifunzionale con molte proprietà superiori ed è lo strumento più utilizzato. Può eseguire la seguente analisi di base:
IL
(1) Osservazione e analisi della forma tridimensionale;
IL
(2) Osservando la morfologia, si effettua l'analisi compositiva della microarea.
IL
① Osservare i nanomateriali. I cosiddetti nanomateriali si riferiscono ai materiali solidi ottenuti pressurizzando le particelle o i cristalliti che compongono i materiali nell'intervallo da 0.1 a 100 nm e mantenendo pulita la superficie. I nanomateriali hanno molte proprietà fisiche e chimiche uniche che sono diverse dagli stati cristallini e amorfi. I nanomateriali hanno ampie prospettive di sviluppo e diventeranno la direzione chiave della futura ricerca sui materiali. Una caratteristica importante della microscopia elettronica a scansione è la sua alta risoluzione, che è stata ampiamente utilizzata per osservare i nanomateriali.
IL
② Analizzare la frattura del materiale. Un'altra caratteristica importante del microscopio elettronico a scansione è che la profondità di campo è ampia e l'immagine è piena di tridimensionalità. La profondità di campo di un microscopio elettronico a scansione è 10 volte maggiore di quella di un microscopio elettronico a trasmissione e centinaia di volte maggiore di quella di un microscopio ottico. A causa della grande profondità di campo dell'immagine, l'immagine elettronica scansionata ottenuta ha una forma tridimensionale e può fornire molte più informazioni rispetto ad altri microscopi. Questa funzione è molto preziosa per gli utenti. La morfologia della frattura visualizzata dal microscopio elettronico a scansione presenta l'essenza della frattura del materiale dal punto di vista del livello profondo e dell'elevata profondità di campo. Svolge un ruolo insostituibile nell'insegnamento, nella ricerca scientifica e nella produzione. Aspetti come la determinazione della razionalità sono uno strumento potente.
IL
③ osservare direttamente la superficie originale del grande campione. Può osservare direttamente campioni con un diametro di 100 mm, un'altezza di 50 mm o dimensioni maggiori, senza alcuna restrizione sulla forma del campione, e si possono osservare anche superfici ruvide, il che risparmia la fatica di preparare i campioni e può davvero osservare i campioni Il contrasto dei diversi componenti materiali del campione stesso (immagine dell'elettrone di retroriflessione).
IL
④ Osservare il campione spesso. Quando si osservano campioni spessi, può ottenere un'alta risoluzione e la forma più realistica. La risoluzione della microscopia elettronica a scansione è compresa tra quella della microscopia ottica e quella della microscopia elettronica a trasmissione. Tuttavia, quando si confronta l'osservazione di campioni spessi, poiché il metodo di laminazione è ancora utilizzato nel microscopio elettronico a trasmissione e la risoluzione della laminazione può raggiungere solo 10 nm e l'osservazione non è il campione stesso, quindi utilizzare la microscopia elettronica a scansione è più vantaggioso osservare campioni spessi e può ottenere informazioni più reali sulla superficie del campione.
IL
⑤ Osservare i dettagli di ciascuna area del campione. La gamma di movimento del campione nella camera del campione è molto ampia. La distanza di lavoro di altri microscopi è solitamente di soli 2 o 3 cm, quindi di fatto solo il campione può muoversi in uno spazio bidimensionale. Ma è diverso nel microscopio elettronico a scansione, a causa della grande distanza di lavoro (può essere maggiore di 20 mm), della grande profondità di fuoco (10 volte maggiore del microscopio elettronico a trasmissione) e dell'ampio spazio della camera del campione, pertanto, il campione può essere posizionato nello spazio tridimensionale Ci sono 6 gradi di libertà nel movimento (ovvero traslazione dello spazio tridimensionale, rotazione dello spazio tridimensionale) e la gamma mobile è ampia, il che offre grande praticità all'osservazione dei dettagli di ciascuna area del campione di forma irregolare.
IL
⑥Osservare il campione con un ampio campo visivo e un basso ingrandimento. Il campo visivo del campione osservato dal microscopio elettronico a scansione è ampio. In un microscopio elettronico a scansione, il campo visivo F che può osservare contemporaneamente il campione è determinato dalla seguente formula: F=L/M
IL
Nella formula, F——intervallo del campo visivo;
IL
M - l'ingrandimento durante l'osservazione;
L——La dimensione dello schermo del cinescopio.
Se il microscopio elettronico a scansione adotta un cinescopio da 30 cm (12 pollici), quando l'ingrandimento è 15 volte, il suo campo visivo può raggiungere i 20 mm. Per alcuni campi, come le indagini penali e l'archeologia, sono necessari un ampio campo visivo e un basso ingrandimento per osservare la topografia dei campioni.
⑦ Effettuare un'osservazione continua da un ingrandimento elevato a un ingrandimento basso. La gamma variabile di ingrandimento è molto ampia e non è necessario mettere a fuoco frequentemente. L'intervallo di ingrandimento del microscopio elettronico a scansione è molto ampio (da 50,000 a 200,000 volte regolabile in modo continuo) e dopo aver messo a fuoco una volta, può essere osservato continuamente da un ingrandimento elevato a un ingrandimento basso, e da basso ingrandimento ad alto ingrandimento senza rifocalizzazione. L'analisi è particolarmente conveniente.
⑧ Osservazione di campioni biologici. Il grado di danneggiamento e contaminazione del campione dovuto all'irradiazione elettronica è molto ridotto. Rispetto ad altri microscopi elettronici, poiché la corrente della sonda elettronica utilizzata per l'osservazione è piccola (generalmente circa 10 -10 ~ 10 -12A), la dimensione dello spot del fascio della sonda elettronica è piccola (di solito da 5 nm a decine di nanometri) e l'elettrone Anche l'energia della sonda è relativamente piccola (la tensione di accelerazione può arrivare fino a 2 kV) e il campione non viene irradiato in un punto fisso, ma viene irradiato in modalità di scansione raster, quindi il danno e la contaminazione del campione si verificano a causa dell'irradiazione elettronica Molto piccolo, che è particolarmente importante per l'osservazione di alcuni campioni biologici.
⑨ Condurre l'osservazione dinamica. In un microscopio elettronico a scansione, le informazioni di imaging sono principalmente informazioni elettroniche. Secondo il livello tecnico della moderna industria elettronica, anche le informazioni elettroniche che cambiano ad alta velocità possono essere ricevute, elaborate e memorizzate nel tempo senza difficoltà, quindi è possibile eseguire alcune osservazioni di processo dinamico. Se nella camera del campione sono installati accessori come il riscaldamento, il raffreddamento, la flessione, lo stiramento e l'attacco ionico, è possibile osservare il processo di cambiamento dinamico come la transizione di fase e la frattura attraverso il dispositivo TV. 10 Ottenere varie informazioni dalla topografia della superficie del campione. Nel microscopio elettronico a scansione, non solo è possibile utilizzare gli elettroni incidenti per interagire con il campione per generare varie informazioni per l'imaging, ma può anche ottenere una varietà di metodi di visualizzazione speciali per le immagini attraverso metodi di elaborazione del segnale e può anche ottenere informazioni dalla superficie morfologia del campione. Ottenere varie informazioni. Poiché l'immagine elettronica a scansione non viene registrata contemporaneamente, viene scomposta in quasi un milione di pezzi e registrata in sequenza, in modo che il microscopio elettronico a scansione possa non solo osservare la morfologia della superficie, ma anche analizzare la composizione e gli elementi, e attraverso il modello di canale elettronico. Per l'analisi cristallografica, la dimensione dell'area selezionata può essere compresa tra 10μm e 2μm.
A causa delle suddette caratteristiche e funzioni del microscopio elettronico a scansione, è stato prestato sempre più attenzione dai ricercatori scientifici ed è diventato sempre più ampiamente utilizzato. I microscopi elettronici a scansione sono stati ampiamente utilizzati nella scienza dei materiali (materiali metallici, materiali non metallici, nanomateriali), metallurgia, biologia, medicina, materiali e dispositivi semiconduttori, esplorazione geologica, controllo dei parassiti, identificazione di disastri (incendi, analisi dei guasti), ricognizione criminale , identificazione delle gemme, identificazione della qualità del prodotto e controllo del processo di produzione nella produzione industriale, ecc.
