Principi e applicazioni della microscopia elettronica a scansione
Caratteristiche di SEM
Rispetto al microscopio ottico e al microscopio elettronico a trasmissione, il microscopio elettronico a scansione presenta le seguenti caratteristiche:
(1) La struttura della superficie del campione può essere osservata direttamente e la dimensione del campione può essere pari a 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Il processo di preparazione del campione è semplice e non deve essere tagliato a fettine sottili.
(3) Il campione può essere traslato e ruotato in uno spazio tridimensionale nella camera del campione, in modo che il campione possa essere osservato da varie angolazioni.
(4) La profondità di campo è ampia e l'immagine è piena di tridimensionalità. La profondità di campo del microscopio elettronico a scansione è centinaia di volte maggiore di quella del microscopio ottico e decine di volte maggiore di quella del microscopio elettronico a trasmissione.
(5) La gamma di ingrandimento dell'immagine è ampia e la risoluzione è relativamente alta. Può essere ingrandito da dieci volte a centinaia di migliaia di volte e include fondamentalmente la gamma di ingrandimento dalla lente d'ingrandimento, al microscopio ottico al microscopio elettronico a trasmissione. La risoluzione è tra microscopio ottico e microscopio elettronico a trasmissione, fino a 3nm.
(6) Il danno e la contaminazione del campione da parte del fascio di elettroni sono relativamente piccoli.
(7) Osservando la morfologia, è possibile utilizzare anche altri segnali del campione per l'analisi dei microcomponenti.
La struttura e il principio di funzionamento del microscopio elettronico a scansione
1. barilotto dell'obiettivo
Il barilotto dell'obiettivo include cannone elettronico, lente del condensatore, lente dell'obiettivo e sistema di scansione. La sua funzione è quella di generare un fascio di elettroni molto sottile (circa pochi nm di diametro), e far scansionare il fascio di elettroni sulla superficie del campione, stimolando contemporaneamente vari segnali.
2. Sistema elettronico di raccolta ed elaborazione del segnale
Nella camera del campione, il fascio di elettroni di scansione interagisce con il campione per generare vari segnali, inclusi elettroni secondari, elettroni retrodiffusi, raggi X, elettroni assorbiti, elettroni Auger, ecc. Tra i segnali di cui sopra, i più importanti sono gli elettroni secondari , che sono gli elettroni esterni negli atomi del campione eccitati dagli elettroni incidenti, che vengono generati nell'area da diversi nm a decine di nm al di sotto della superficie del campione, e la velocità di generazione dipende principalmente dalla morfologia e dalla composizione dei campioni. La cosiddetta immagine elettronica a scansione si riferisce solitamente all'immagine elettronica secondaria, che è il segnale elettronico più utile per studiare la morfologia superficiale del campione. Il rilevatore per rilevare gli elettroni secondari (la sonda nella Figura 15(2) è uno scintillatore, quando gli elettroni colpiscono lo scintillatore, 1 genererà luce in esso, questa luce viene trasmessa al tubo fotomoltiplicatore dalla guida luminosa e il segnale luminoso Cioè, viene convertito in un segnale di corrente, quindi attraverso la preamplificazione e l'amplificazione video, il segnale di corrente viene convertito in un segnale di tensione e infine inviato alla griglia del cinescopio.
