Nguyên tắc và ứng dụng của kính hiển vi điện tử quét
Đặc điểm của SEM
So với kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử truyền qua, kính hiển vi điện tử quét có các đặc điểm sau:
(1) Có thể quan sát trực tiếp cấu trúc bề mặt của mẫu và kích thước của mẫu có thể lớn tới 120mm×80mm×50mm.
(2) Quy trình chuẩn bị mẫu đơn giản, không cần cắt thành lát mỏng.
(3) Mẫu có thể được dịch và xoay trong không gian ba chiều trong buồng mẫu, do đó có thể quan sát mẫu từ nhiều góc độ khác nhau.
(4) Độ sâu trường ảnh lớn và hình ảnh có đầy đủ ba chiều. Độ sâu trường ảnh của kính hiển vi điện tử quét lớn hơn hàng trăm lần so với kính hiển vi quang học và lớn hơn hàng chục lần so với kính hiển vi điện tử truyền qua.
(5) Phạm vi phóng đại của hình ảnh rộng và độ phân giải tương đối cao. Nó có thể được phóng đại gấp mười lần đến hàng trăm nghìn lần và về cơ bản nó bao gồm phạm vi phóng đại từ kính lúp, kính hiển vi quang học đến kính hiển vi điện tử truyền qua. Độ phân giải nằm giữa kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử truyền qua, lên đến 3nm.
(6) Thiệt hại và ô nhiễm của mẫu bởi chùm tia điện tử là tương đối nhỏ.
(7) Trong khi quan sát hình thái, các tín hiệu khác từ mẫu cũng có thể được sử dụng để phân tích thành phần vi mô.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của kính hiển vi điện tử quét
1. ống kính thùng
Nòng kính bao gồm súng điện tử, thấu kính hội tụ, vật kính và hệ thống quét. Chức năng của nó là tạo ra một chùm điện tử rất mỏng (đường kính khoảng vài nm) và làm cho chùm điện tử quét bề mặt của mẫu, đồng thời kích thích các tín hiệu khác nhau.
2. Hệ thống thu thập và xử lý tín hiệu điện tử
Trong buồng mẫu, chùm điện tử quét tương tác với mẫu để tạo ra nhiều tín hiệu khác nhau, bao gồm điện tử thứ cấp, điện tử tán xạ ngược, tia X, điện tử hấp thụ, điện tử Auger, v.v. Trong số các tín hiệu trên, tín hiệu quan trọng nhất là điện tử thứ cấp , là các electron bên ngoài trong các nguyên tử mẫu bị kích thích bởi các electron tới, được tạo ra trong khu vực từ vài nm đến hàng chục nm bên dưới bề mặt mẫu và tốc độ tạo chủ yếu phụ thuộc vào hình thái và thành phần của mẫu. Cái gọi là hình ảnh điện tử quét thường đề cập đến hình ảnh điện tử thứ cấp, đây là tín hiệu điện tử hữu ích nhất để nghiên cứu hình thái bề mặt của mẫu. Đầu dò để phát hiện các điện tử thứ cấp (đầu dò trong Hình 15(2) là một máy phát nhấp nháy, khi các điện tử va chạm với máy phát nhấp nháy, 1 sẽ tạo ra ánh sáng trong đó, ánh sáng này được dẫn hướng ánh sáng truyền đến ống nhân quang và tín hiệu ánh sáng Đó là, nó được chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện, sau đó thông qua tiền khuếch đại và khuếch đại video, tín hiệu dòng điện được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp và cuối cùng được gửi đến lưới của ống hình ảnh.
