Принципы и приложения сканирующей электронной микроскопии
Особенности СЭМ
По сравнению с оптическим микроскопом и просвечивающим электронным микроскопом, сканирующий электронный микроскоп имеет следующие характеристики:
(1) Структуру поверхности образца можно наблюдать непосредственно, а размер образца может достигать 120 мм × 80 мм × 50 мм.
(2) Процесс подготовки проб прост и не требует нарезки на тонкие ломтики.
(3) Образец можно перемещать и вращать в трехмерном пространстве в камере для образца, поэтому образец можно наблюдать под разными углами.
(4) Глубина резкости большая, а изображение полно трехмерности. Глубина резкости сканирующего электронного микроскопа в сотни раз больше, чем у оптического микроскопа, и в десятки раз больше, чем у просвечивающего электронного микроскопа.
(5) Широкий диапазон увеличения изображения и относительно высокое разрешение. Его можно увеличить от десяти до сотен тысяч раз, и он в основном включает диапазон увеличения от увеличительного стекла, оптического микроскопа до просвечивающего электронного микроскопа. Разрешение находится между оптическим микроскопом и просвечивающим электронным микроскопом, до 3 нм.
(6) Повреждение и загрязнение образца электронным лучом относительно невелики.
(7) При наблюдении за морфологией другие сигналы от образца также могут быть использованы для анализа микрокомпонентов.
Устройство и принцип работы сканирующего электронного микроскопа.
1. оправа объектива
Тубус объектива включает в себя электронную пушку, конденсорную линзу, объектив и систему сканирования. Его функция состоит в том, чтобы генерировать очень тонкий электронный пучок (диаметром около нескольких нанометров) и заставлять электронный пучок сканировать поверхность образца и одновременно стимулировать различные сигналы.
2. Электронная система сбора и обработки сигналов
В камере для образца сканирующий электронный луч взаимодействует с образцом, генерируя различные сигналы, в том числе вторичные электроны, обратно рассеянные электроны, рентгеновские лучи, поглощенные электроны, оже-электроны и т. д. Среди вышеуказанных сигналов наиболее важными являются вторичные электроны. , которые представляют собой внешние электроны в атомах образца, возбуждаемые падающими электронами, которые генерируются в области от нескольких до десятков нм ниже поверхности образца, а скорость генерации в основном зависит от морфологии и состава образцов. Так называемое сканирующее электронное изображение обычно относится к вторичному электронному изображению, которое является наиболее полезным электронным сигналом для изучения морфологии поверхности образца. Детектор для регистрации вторичных электронов (зонд на рис. 15(2) представляет собой сцинтиллятор, при попадании электронов на сцинтиллятор 1 в нем будет генерироваться свет, этот свет по световоду передается на фотоумножитель, а световой сигнал То есть он преобразуется в сигнал тока, а затем посредством предварительного усиления и видеоусиления сигнал тока преобразуется в сигнал напряжения и, наконец, отправляется на сетку кинескопа.
