Kako deluje vrstični elektronski mikroskop? Kakšne so prednosti?
1: vrstični elektronski mikroskop
Ker transmisijski elektronski mikroskop slika TE, mora biti debelina vzorca v območju velikosti, ki ga lahko prebije elektronski žarek. V ta namen je treba velike vzorce preoblikovati na sprejemljivo raven za transmisijsko elektronsko mikroskopijo z različnimi okornimi metodami priprave vzorcev.
Ali lahko neposredno uporabi materialne lastnosti vzorčnega površinskega materiala za mikroskopsko slikanje, je postal cilj znanstvenikov.
Po trdem delu je ta ideja postala resničnost ----- vrstični elektronski mikroskop (ScanningElectronicMicroscopy, SEM).
SEM je elektronski optični instrument, ki uporablja zelo fin elektronski žarek za skeniranje površine vzorca, ki ga opazujemo, in zbira vrsto elektronskih informacij, ustvarjenih z interakcijo med elektronskim žarkom in vzorcem, ki se transformira in ojača v obliko slika. Je uporabno orodje za preučevanje tridimenzionalne površinske strukture.
Njegov princip delovanja je:
V sodu visokovakuumske leče se elektronski žarek, ki ga ustvari elektronska puška, usmeri v tanek žarek z elektronsko zbiralno lečo, ki se skenira in obstreljuje točko za točko na površini vzorca, da se ustvari vrsta elektronskih informacij (sekundarni elektroni , povratno odbiti elektroni, oddani elektroni, absorpcijska elektronika itd.), detektor sprejme različne elektronske signale, ojača jih elektronski ojačevalnik in jih nato vnese v slikovno cev, ki jo nadzira mreža slikovne cevi.
Ko fokusirani elektronski žarek skenira površino vzorca, je zaradi različnih fizikalnih in kemijskih lastnosti, površinskega potenciala, elementarne sestave in konkavno-konveksne oblike površine različnih delov vzorca elektronska informacija, ki jo vzbuja elektronski žarek. drugačen, kar ima za posledico elektronski žarek slikovne cevi Intenzivnost se prav tako nenehno spreminja in končno je mogoče dobiti sliko, ki ustreza površinski strukturi vzorca, na fluorescenčnem zaslonu kineskopa. Odvisno od elektronskega signala, ki ga sprejme detektor, je mogoče pridobiti povratno sipano elektronsko sliko, sekundarno elektronsko sliko, absorpcijsko elektronsko sliko itd. vzorca.
Kot je opisano zgoraj, ima vrstični elektronski mikroskop večinoma naslednje module: modul elektronskega optičnega sistema, visokonapetostni modul, modul vakuumskega sistema, modul za zaznavanje mikro signalov, krmilni modul, modul za nadzor mikro stopnic itd.
Dva: prednosti vrstične elektronske mikroskopije
1. Povečava
Ker je velikost fluorescenčnega zaslona vrstičnega elektronskega mikroskopa fiksna, se sprememba povečave izvede s spreminjanjem amplitude skeniranja elektronskega žarka na površini vzorca.
Če se tok skenirne tuljave zmanjša, se bo obseg skeniranja elektronskega žarka na vzorcu zmanjšal, povečava pa povečala. Prilagoditev je zelo priročna in jo je mogoče neprekinjeno prilagajati od 20-krat do približno 200,000-krat.
2. Ločljivost
Ločljivost je glavni indeks učinkovitosti SEM.
Ločljivost je določena s premerom vpadnega elektronskega žarka in vrsto modulacijskega signala:
Manjši kot je premer elektronskega žarka, večja je ločljivost.
Različni fizični signali, ki se uporabljajo za slikanje, imajo različne ločljivosti.
Na primer, elektroni SE in BE imajo različna območja emisij na površini vzorca in njihova ločljivost je različna. Na splošno je ločljivost SE približno 5-10 nm, BE pa približno 50-200 nm.
3. Globinska ostrina
Nanaša se na vrsto zmogljivosti, s katerimi lahko leča hkrati izostri in slika na različnih delih vzorca z neravninami.
Končna leča vrstičnega elektronskega mikroskopa ima majhen kot zaslonke in veliko goriščno razdaljo, tako da je mogoče doseči veliko globinsko ostrino, ki je 100-500-krat večja kot pri običajnem optičnem mikroskopu in 10-krat večja od transmisijskega elektronskega mikroskopa.
Velika globinska ostrina, močan tridimenzionalni občutek in realistična oblika so izjemne značilnosti SEM.
Vzorci za SEM so razdeljeni v dve kategoriji:
1 je vzorec z dobro prevodnostjo, ki lahko na splošno ohrani prvotno obliko in ga je mogoče opazovati v elektronskem mikroskopu brez ali z majhnim čiščenjem;
2. Neprevodne vzorce ali vzorce, ki izgubljajo vodo, izpuščajo pline, se skrčijo in deformirajo v vakuumu, je treba ustrezno obdelati, preden jih lahko opazujemo.
