Com funciona un microscopi electrònic d'escaneig? Quins són els avantatges?
1: Microscopi electrònic d'escaneig
Atès que el microscopi electrònic de transmissió és capturat per TE, cal que el gruix de la mostra estigui dins del rang de mida que pot penetrar el feix d'electrons. Per a això, és necessari transformar mostres de gran mida a un nivell acceptable per a la microscòpia electrònica de transmissió mitjançant diversos mètodes de preparació de mostres complicats.
Si pot utilitzar directament les propietats del material del material de la superfície de la mostra per a imatges microscòpiques s'ha convertit en l'objectiu que persegueixen els científics.
Després de treballar molt, aquesta idea s'ha fet realitat ----- microscopi electrònic d'exploració (ScanningElectronicMicroscopy, SEM).
El SEM és un instrument òptic electrònic que utilitza un feix d'electrons molt fi per escanejar la superfície de la mostra que es vol observar, i recull una sèrie d'informació electrònica generada per la interacció entre el feix d'electrons i la mostra, que es transforma i s'amplifica per formar una imatge. És una eina útil per estudiar l'estructura de la superfície tridimensional.
El seu principi de funcionament és:
Al canó de la lent d'alt buit, el feix d'electrons generat pel canó d'electrons s'enfoca en un feix prim per la lent convergent d'electrons, i és escanejat i bombardejat punt per punt a la superfície de la mostra per generar una sèrie d'informació electrònica (electrons secundaris). , electrons retro-reflectats, electrons transmesos, electrònica d'absorció, etc.), el detector rep diversos senyals electrònics, amplificats per l'amplificador electrònic i després introduïts al tub d'imatge controlat per la graella del tub d'imatge.
Quan el feix d'electrons enfocat escaneja la superfície de la mostra, a causa de les diferents propietats físiques i químiques, el potencial superficial, la composició elemental i la forma còncava-convexa de la superfície de diferents parts de la mostra, la informació electrònica excitada pel feix d'electrons és diferent, donant lloc al feix d'electrons del tub d'imatge La intensitat també canvia contínuament, i finalment es pot obtenir una imatge corresponent a l'estructura superficial de la mostra a la pantalla fluorescent del cinescopi. Depenent del senyal electrònic rebut pel detector, es pot obtenir la imatge d'electrons retrodispersats, la imatge d'electrons secundaris, la imatge d'electrons d'absorció, etc. de la mostra respectivament.
Com s'ha descrit anteriorment, un microscopi electrònic d'escaneig té principalment els mòduls següents: mòdul de sistema òptic electrònic, mòdul d'alta tensió, mòdul de sistema de buit, mòdul de detecció de micro senyal, mòdul de control, mòdul de control de micro etapa, etc.
Dos: els avantatges de la microscòpia electrònica d'escaneig
1. Ampliació
Com que la mida de la pantalla fluorescent del microscopi electrònic d'exploració és fixa, el canvi d'ampliació es realitza canviant l'amplitud d'exploració del feix d'electrons a la superfície de la mostra.
Si es redueix el corrent de la bobina d'escaneig, el rang d'exploració del feix d'electrons de la mostra es reduirà i augmentarà l'ampliació. L'ajust és molt convenient i es pot ajustar contínuament de 20 vegades a unes 200,000 vegades.
2. Resolució
La resolució és el principal índex de rendiment del SEM.
La resolució ve determinada pel diàmetre del feix d'electrons incident i el tipus de senyal de modulació:
Com més petit sigui el diàmetre del feix d'electrons, més gran serà la resolució.
Els diferents senyals físics utilitzats per a la imatge tenen diferents resolucions.
Per exemple, els electrons SE i BE tenen diferents rangs d'emissió a la superfície de la mostra i les seves resolucions són diferents. En general, la resolució de SE és d'uns 5-10 nm, i la de BE és d'uns 50-200 nm.
3. Profunditat de camp
Es refereix a una sèrie de capacitats que una lent pot enfocar i imatge simultàniament en diverses parts d'una mostra amb irregularitats.
La lent final del microscopi electrònic d'escaneig adopta un angle d'obertura petit i una distància focal llarga, de manera que es pot obtenir una gran profunditat de camp, que és 100-500 vegades més gran que la d'un microscopi òptic general i 10 vegades més gran que el d'un microscopi electrònic de transmissió.
La gran profunditat de camp, el fort sentit tridimensional i la forma realista són les característiques destacades del SEM.
Els exemplars per a SEM es divideixen en dues categories:
1 és una mostra amb bona conductivitat, que generalment pot mantenir la seva forma original i es pot observar en un microscopi electrònic sense o amb una mica de neteja;
2. Les mostres no conductores, o mostres que perden aigua, desgasifican, es contrauen i es deformen al buit, s'han de tractar adequadament abans de poder observar-les.
