Keskustelua pyyhkäisyelektronimikroskoopin sem-tekniikasta
SEM-testikohteet
1. Materiaalin pinnan morfologian analyysi, mikroalueen morfologian havainnointi
2. Analysoi eri materiaalien muotoa, kokoa, pintaa, poikkileikkausta ja hiukkaskokojakaumaa
3. Pintamorfologian havainnointi, erilaisten ohutkalvonäytteiden kalvon karheuden ja kalvon paksuuden analyysi
SEM-näytteen valmistelu on yksinkertaisempaa kuin TEM-näytteen valmistelu, eikä se vaadi upottamista ja leikkaamista.
Esimerkkipyyntö:
Näytteen on oltava kiinteä; täyttävät myrkyttömän, ei-radioaktiivisen, saastumattoman, ei-magneettisen, vedettömän ja vakaan koostumuksen vaatimukset.
Valmistusperiaatteet:
Näyte, jonka pinta on saastunut, tulee puhdistaa kunnolla tuhoamatta näytteen pintarakennetta ja kuivata sitten;
Juuri rikkoutuneita murtumia tai osia ei yleensä tarvitse käsitellä, jotta murtuman tai pinnan rakenteellinen tila ei vahingoitu;
Eroosioitavan näytteen pinta tai murtuma tulee puhdistaa ja kuivata;
Magneettiset näytteet on esidemagnetisoitu;
Näytteen koon tulee olla sopiva instrumentille tarkoitetun näytetelineen kokoon.
Yleiset menetelmät:
massanäyte
Lohko johtava materiaali: näytteen valmistelua ei tarvita, ja näyte kiinnitetään näytteen pidikkeeseen johtavalla liimalla suoraa tarkkailua varten.
Bulkki johtamattomat (tai heikosti johtavat) materiaalit: käytä ensin pinnoitusmenetelmää näytteen käsittelyyn välttääksesi varauksen kertymisen ja vaikuttaaksesi kuvan laatuun.
jauhe näyte
Suora dispersiomenetelmä:
Kaksipuolinen liima kiinnitetään kuparilevyyn, testattavan näytteen hiukkaset sirotetaan suoraan sen päälle pumpulipallojen avulla ja näytettä puhalletaan varovasti korvanpuhdistuspallolla kiinnittyneen eikä lujasti. kiinteitä hiukkasia.
Käännä hiukkasilla täynnä oleva lasipala ympäri, kohdista se valmisteltuun näytealustaan ja napauta varovasti pienillä pinseteillä tai lasitangoilla, jotta hienot hiukkaset putoavat tasaisesti näytepinnalle.
Ultraäänidispersiomenetelmä: laita pieni määrä hiukkasia dekantterilasiin, lisää sopiva määrä etanolia ja värähtele ultraäänellä 5 minuuttia, lisää se sitten kuparilevyyn tiputtimella ja anna kuivua luonnollisesti.
Päällystysmenetelmä
Tyhjiöpinnoite
Tyhjiöhaihdutuspinnoitusmenetelmä (kutsutaan tyhjiöhaihdutukseksi) on lämmittää haihdutussäiliössä muodostuvaa raaka-ainetta tyhjiökammiossa siten, että atomit tai molekyylit höyrystyvät ja poistuvat pinnalta muodostaen höyryvirtauksen, joka osuu kiinteälle aineelle (kutsutaan substraatiksi). tai substraatti) pinta, kondensaatiomenetelmä muodostaen kiinteän kalvon.
ionisputterointipinnoite
periaate:
Ionisputterointipinnoite on hehkupurkaus osittain imuroidussa sputterointikammiossa positiivisten kaasu-ionien tuottamiseksi; katodin (kohde) ja anodin (näyte) välisen jännitteen kiihtyessä positiivisesti varautuneet ionit pommittavat katodin pintaa. Katodin pintamateriaali sumutetaan; muodostuneet neutraalit atomit sputteroidaan kaikista suunnista ja putoavat näytteen pinnalle muodostaen siten yhtenäisen kalvon näytteen pinnalle.
Ominaisuudet:
Millä tahansa pinnoitettavalla materiaalilla, kunhan siitä voidaan tehdä maali, voidaan toteuttaa sputterointi (sopii vaikeasti haihtuvien materiaalien valmistukseen, eikä ole helppoa saada erittäin puhtaita yhdisteitä vastaavia ohutkalvomateriaaleja );
Sputteroimalla saatu kalvo sitoutuu hyvin alustaan;
Jalometallien kulutus on pienempi, vain muutaman milligramman joka kerta;
Sputterointiprosessilla on hyvä toistettavuus, kalvon paksuutta voidaan ohjata, ja samalla voidaan saada tasapaksuinen kalvo laaja-alaiselle alustalle.
Sputterointimenetelmä: DC-sputterointi, radiotaajuussputterointi, magnetronisputterointi, reaktiivinen sputterointi.
1. DC-sputterointi
Sitä käytetään harvoin, koska saostusnopeus on liian alhainen ~0.1 μm/min, substraatti lämpenee, kohteen on oltava johtava, korkea tasajännite ja korkea ilmanpaine.
Edut: yksinkertainen laite, helppo hallita, hyvä muotin toistettavuus.
Haitat: korkea työpaine (10-2Torr), korkea alipainepumppu ei toimi;
Alhainen kerrostumisnopeus, korkea substraatin lämpötilan nousu, vain metallikohteita voidaan käyttää (eristävät kohteet aiheuttavat positiivisten ionien kerääntymistä)
2. RF-sputterointi
RF-taajuus: 13,56 MHz
Ominaisuudet:
Elektronit tekevät värähtelevää liikettä, mikä pidentää polkua eivätkä enää tarvitse korkeaa jännitettä.
Eristäviä dielektrisiä ohuita kalvoja voidaan valmistaa radiotaajuisella sputteroinnilla
RF-sputteroinnin negatiivinen bias-vaikutus tekee siitä samanlaisen kuin DC-sputteroinnin.
3. Magnetronin sputterointi
Periaate: Käytä magneettikenttää elektronien liikkeen suunnan muuttamiseen, elektronien liikeradan rajoittamiseen ja laajentamiseen, elektronien ionisaatiotodennäköisyyden parantamiseen työkaasuun ja elektronien energian tehokkaaseen käyttöön. Siksi positiivisten ionien pommituksen aiheuttama kohdesputterointi kohteeseen on tehokkaampaa ja sputterointi voidaan suorittaa alhaisemmissa ilmanpaineolosuhteissa. alustoille, jotka voidaan levittää vain ajoissa.
