Principis i aplicacions de la microscòpia electrònica d'escaneig (SEM)
Característiques del microscopi electrònic de rastreig
En comparació amb el microscopi òptic i el microscopi electrònic de transmissió, el microscopi electrònic d'escaneig té les característiques següents:
(i) És capaç d'observar directament l'estructura de la superfície de la mostra i la mida de la mostra pot ser tan gran com 120 mm x 80 mm x 50 mm.
(ii) El procés de preparació de la mostra és senzill, sense haver de tallar a rodanxes fines.
(iii) La mostra es pot traduir i girar en tres graus d'espai a la cambra de mostra, de manera que la mostra es pot observar des de diversos angles.
(iv) La profunditat de camp és gran i la imatge és rica en sentit tridimensional. La profunditat de camp del SEM és centenars de vegades més gran que la del microscopi òptic i desenes de vegades més gran que la del microscopi electrònic de transmissió.
(E) El rang d'ampliació de la imatge és ampli, la resolució també és relativament alta. Es pot augmentar una dotzena de vegades a centenars de milers de vegades, bàsicament inclou des de la lupa, el microscopi òptic fins al rang d'ampliació del microscopi electrònic de transmissió. Resolució entre el microscopi òptic i el microscopi electrònic de transmissió, fins a 3 nm.
(vi) El dany i la contaminació de la mostra pel feix d'electrons és petit.
(vii) Mentre s'observa la morfologia, es poden utilitzar altres senyals emesos de la mostra per a l'anàlisi de la composició microregional.
Estructura i principi de funcionament del microscopi electrònic d'escaneig
(a) Estructura 1. canó
El canó inclou el canó d'electrons, el mirall del condensador, la lent de l'objectiu i el sistema d'escaneig. El seu paper és produir un feix d'electrons molt fi (diàmetre d'uns pocs nm) i fer que el feix d'electrons a la superfície de la mostra escanegen, mentre excita una varietat de senyals.
Sistema de recollida i processament de senyal electrònic
A la cambra de mostra, el feix d'electrons d'escaneig interactua amb la mostra per produir una varietat de senyals, inclosos electrons secundaris, electrons retrodispersos, raigs X, electrons absorbits, electrons Auger, etc. En els senyals anteriors, el més important són els electrons secundaris, que són els electrons exteriors dels àtoms de la mostra excitats pels electrons incidents, generats en la regió d'uns pocs nm a desenes de nm per sota de la superfície de la mostra, i la seva generació. La taxa depèn principalment de la morfologia i la composició de la mostra. La imatge del microscopi electrònic d'escaneig s'anomena habitualment imatge electrònica secundària, que és el senyal electrònic més útil per estudiar la morfologia superficial de la mostra. El detector de detecció d'electrons secundaris (figura 15 (2) de la sonda és un centelleador, quan els electrons toquen el centelleador, 1 en el qual es genera la llum, aquesta llum es transmet al tub fotomultiplicador pel tub de llum, el senyal de llum que es converteix en un senyal de corrent, i després pel preamplificador i l'amplificació de vídeo, el senyal actual es converteix en un senyal de tensió i, finalment, s'envia a la porta del tub d'imatge.
