میکروسکوپ الکترونی روبشی چگونه کار می کند؟ مزایای آن چیست؟

میکروسکوپ الکترونی روبشی چگونه کار می کند؟ مزایای آن چیست؟

1: میکروسکوپ الکترونی روبشی
از آنجایی که میکروسکوپ الکترونی عبوری توسط TE تصویربرداری می شود، لازم است که ضخامت نمونه باید در محدوده اندازه ای باشد که پرتو الکترونی می تواند به آن نفوذ کند. برای این منظور، لازم است نمونه‌های با اندازه بزرگ از طریق روش‌های مختلف آماده‌سازی نمونه به سطح قابل قبولی برای میکروسکوپ الکترونی عبوری تبدیل شوند.
این که آیا می تواند مستقیماً از خواص مواد سطح نمونه برای تصویربرداری میکروسکوپی استفاده کند، به هدفی که توسط دانشمندان دنبال می شود تبدیل شده است.
پس از کار سخت، این ایده به واقعیت تبدیل شد ----- میکروسکوپ الکترونی روبشی (ScanningElectronicMicroscopy, SEM).
SEM یک ابزار نوری الکترونیکی است که از یک پرتو الکترونی بسیار ریز برای اسکن سطح نمونه مورد مشاهده استفاده می کند و مجموعه ای از اطلاعات الکترونیکی تولید شده از برهمکنش بین پرتو الکترونی و نمونه را جمع آوری می کند که تبدیل و تقویت می شود تا شکل بگیرد. یک تصویر. این یک ابزار مفید برای مطالعه ساختار سه بعدی سطح است.

اصل کار آن این است:
در لوله عدسی با خلاء بالا، پرتو الکترونی تولید شده توسط تفنگ الکترونی به یک پرتو نازک توسط عدسی همگرا الکترون متمرکز می شود و نقطه به نقطه روی سطح نمونه اسکن و بمباران می شود تا یک سری اطلاعات الکترونیکی (الکترون های ثانویه) تولید شود. ، الکترون های بازتابی، الکترون های عبوری، الکترونیک جذبی و غیره)، سیگنال های الکترونیکی مختلف توسط آشکارساز دریافت می شوند، توسط تقویت کننده الکترونیکی تقویت می شوند و سپس وارد لوله تصویر می شوند که توسط شبکه لوله تصویر کنترل می شود.
هنگامی که پرتو الکترونی متمرکز سطح نمونه را اسکن می کند، به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت، پتانسیل سطح، ترکیب عنصری و شکل مقعر-محدب سطح قسمت های مختلف نمونه، اطلاعات الکترونیکی برانگیخته شده توسط پرتو الکترونی است. متفاوت است، در نتیجه پرتو الکترونی لوله تصویر شدت نیز به طور مداوم تغییر می‌کند و در نهایت می‌توان تصویری مطابق با ساختار سطح نمونه بر روی صفحه فلورسنت کینسکوپ به دست آورد. بسته به سیگنال الکترونیکی دریافتی توسط آشکارساز، می توان به ترتیب تصویر الکترون پس پراکنده، تصویر الکترون ثانویه، تصویر الکترون جذبی و غیره نمونه را بدست آورد.
همانطور که در بالا توضیح داده شد، یک میکروسکوپ الکترونی روبشی عمدتا دارای ماژول های زیر است: ماژول سیستم نوری الکترونی، ماژول ولتاژ بالا، ماژول سیستم خلاء، ماژول تشخیص میکرو سیگنال، ماژول کنترل، ماژول کنترل مرحله میکرو و غیره.

دو: مزایای میکروسکوپ الکترونی روبشی
1. بزرگنمایی
از آنجایی که اندازه صفحه فلورسنت میکروسکوپ الکترونی روبشی ثابت است، تغییر بزرگنمایی با تغییر دامنه روبشی پرتو الکترونی روی سطح نمونه محقق می شود.
اگر جریان سیم پیچ روبشی کاهش یابد، دامنه اسکن پرتو الکترونی روی نمونه کاهش یافته و بزرگنمایی افزایش می یابد. تنظیم بسیار راحت است، و می توان آن را به طور مداوم از 20 بار تا حدود 200،000 بار تنظیم کرد.

2. قطعنامه
رزولوشن شاخص اصلی عملکرد SEM است.
وضوح با قطر پرتو الکترون فرودی و نوع سیگنال مدولاسیون تعیین می شود:
هرچه قطر پرتو الکترونی کوچکتر باشد، وضوح بالاتر است.
سیگنال های فیزیکی مختلف که برای تصویربرداری استفاده می شوند وضوح متفاوتی دارند.
به عنوان مثال، الکترون‌های SE و BE دارای دامنه‌های گسیلی متفاوتی در سطح نمونه هستند و قدرت تفکیک آنها متفاوت است. به طور کلی، وضوح SE حدود 5-10 نانومتر و وضوح BE حدود 50-200 نانومتر است.

3. عمق میدان
به مجموعه ای از قابلیت ها اشاره دارد که یک لنز می تواند به طور همزمان روی قسمت های مختلف یک نمونه با ناهمواری فوکوس و تصویر کند.
عدسی نهایی میکروسکوپ الکترونی روبشی دارای زاویه دیافراگم کوچک و فاصله کانونی زیاد است، بنابراین می توان عمق میدان زیادی را بدست آورد که 100-500 برابر بزرگتر از میکروسکوپ نوری عمومی و 10 برابر بزرگتر از میکروسکوپ الکترونی عبوری
عمق میدان زیاد، حس سه بعدی قوی و شکل واقعی از ویژگی های برجسته SEM است.

نمونه های SEM به دو دسته تقسیم می شوند:
1 نمونه ای با رسانایی خوب است که به طور کلی می تواند شکل اصلی خود را حفظ کند و در یک میکروسکوپ الکترونی بدون یا با کمی تمیز کردن قابل مشاهده است.

2. نمونه‌های نارسانا یا نمونه‌هایی که آب از دست می‌دهند، گاز خارج می‌شوند، منقبض می‌شوند و در خلاء تغییر شکل می‌دهند، قبل از مشاهده باید به درستی درمان شوند.