Kuinka pyyhkäisyelektronimikroskooppi toimii? Mitkä ovat edut?
1: Pyyhkäisyelektronimikroskooppi
Koska transmissioelektronimikroskooppi kuvataan TE:llä, vaaditaan, että näytteen paksuuden on oltava kokoalueella, jonka elektronisuihku voi läpäistä. Tätä varten on tarpeen muuntaa suurikokoisia näytteitä transmissioelektronimikroskooppia varten hyväksyttävälle tasolle erilaisin hankalia näytteenvalmistusmenetelmin.
Tiedemiesten tavoitteena on ollut se, pystyykö se käyttämään suoraan näytteen pintamateriaalin materiaaliominaisuuksia mikroskooppisessa kuvantamisessa.
Kovan työn jälkeen tästä ideasta on tullut totta ----- pyyhkäisyelektronimikroskooppi (ScanningElectronicMicroscopy, SEM).
SEM on elektroninen optinen instrumentti, joka käyttää erittäin hienoa elektronisuihkua skannaamaan tarkasteltavan näytteen pintaa ja kerää elektronisuihkun ja näytteen välisen vuorovaikutuksen tuottaman elektronisen tiedon sarjan, joka muuntuu ja vahvistetaan muodostamaan kuva. Se on hyödyllinen työkalu kolmiulotteisen pintarakenteen tutkimiseen.
Sen toimintaperiaate on:
Korkean tyhjiölinssin piipussa elektronipistoolin tuottama elektronisuihku kohdistetaan ohueksi säteeksi elektroneja konvergoivalla linssillä, ja sitä skannataan ja pommitetaan piste pisteeltä näytepinnalla, jolloin syntyy sarja elektronista informaatiota (sekundaarisia elektroneja). , takaisinheijastuneet elektronit, läpäisevät elektronit, absorptioelektroniikka jne.), ilmaisin vastaanottaa erilaisia elektronisia signaaleja, jotka vahvistetaan elektronisella vahvistimella ja syötetään sitten kuvaputkiverkon ohjaamaan kuvaputkeen.
Kun fokusoitu elektronisuihku skannaa näytteen pintaa, johtuen näytteen eri osien erilaisista fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista, pintapotentiaalista, alkuainekoostumuksesta ja pinnan kovera-kuperasta muodosta elektronisäteen virittämä elektroninen informaatio on erilainen, mikä johtaa kuvaputken elektronisuihkuun Myös intensiteetti muuttuu jatkuvasti, ja lopulta kineskoopin fluoresoivalle näytölle saadaan näytteen pintarakennetta vastaava kuva. Ilmaisimen vastaanottamasta elektronisesta signaalista riippuen voidaan saada näytteen takaisinsironnut elektronikuva, sekundäärielektronikuva, absorptioelektronikuva jne..
Kuten edellä on kuvattu, pyyhkäisyelektronimikroskoopissa on enimmäkseen seuraavat moduulit: elektronioptinen järjestelmämoduuli, suurjännitemoduuli, tyhjiöjärjestelmämoduuli, mikrosignaalin tunnistusmoduuli, ohjausmoduuli, mikrovaiheen ohjausmoduuli jne.
Kaksi: pyyhkäisyelektronimikroskoopin edut
1. Suurennus
Koska pyyhkäisyelektronimikroskoopin fluoresoivan näytön koko on kiinteä, suurennuksen muutos toteutetaan muuttamalla elektronisuihkun pyyhkäisyamplitudia näytteen pinnalla.
Jos pyyhkäisykäämin virtaa pienennetään, näytteen elektronisäteen pyyhkäisyalue pienenee ja suurennus kasvaa. Säätö on erittäin kätevä, ja sitä voidaan säätää jatkuvasti 20 kertaa noin 200,{2}} kertaa.
2. Resoluutio
Resoluutio on hakukonemarkkinoinnin tärkein suorituskykyindeksi.
Resoluutio määräytyy tulevan elektronisäteen halkaisijan ja modulaatiosignaalin tyypin mukaan:
Mitä pienempi elektronisäteen halkaisija, sitä suurempi resoluutio.
Eri kuvantamiseen käytetyillä fyysisillä signaaleilla on eri resoluutio.
Esimerkiksi SE- ja BE-elektroneilla on erilaiset emissioalueet näytteen pinnalla ja niiden resoluutiot ovat erilaisia. Yleensä SE:n resoluutio on noin 5-10 nm ja BE:n resoluutio noin 50-200 nm.
3. Syvyysterävyys
Se viittaa erilaisiin ominaisuuksiin, joita linssi voi samanaikaisesti tarkentaa ja kuvata näytteen eri osiin, joissa on epätasaisuutta.
Pyyhkäisyelektronimikroskoopin viimeisessä linssissä on pieni aukkokulma ja pitkä polttoväli, joten voidaan saavuttaa suuri syväterävyys, joka on 100-500 kertaa suurempi kuin tavallisen optisen mikroskoopin ja 10 kertaa suurempi kuin että transmissioelektronimikroskoopilla.
Suuri syväterävyys, vahva kolmiulotteinen tunne ja realistinen muoto ovat SEM:n erinomaisia ominaisuuksia.
SEM-näytteet on jaettu kahteen luokkaan:
Kuva 1 on näyte, jolla on hyvä johtavuus ja joka voi yleensä säilyttää alkuperäisen muotonsa ja jota voidaan tarkkailla elektronimikroskoopissa ilman tai pienellä puhdistuksella;
2. Johtamattomat näytteet tai näytteet, jotka menettävät vettä, kaasua, kutistuvat ja muotoutuvat tyhjiössä, on käsiteltävä asianmukaisesti, ennen kuin ne voidaan havaita.
