Načela in uporaba vrstične elektronske mikroskopije
Značilnosti SEM
V primerjavi z optičnim mikroskopom in transmisijskim elektronskim mikroskopom ima vrstični elektronski mikroskop naslednje značilnosti:
(1) Površinsko strukturo vzorca je mogoče neposredno opazovati, velikost vzorca pa je lahko velika do 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Postopek priprave vzorca je preprost in ga ni treba rezati na tanke rezine.
(3) Vzorec je mogoče premikati in vrteti v tridimenzionalnem prostoru v vzorčni komori, tako da je vzorec mogoče opazovati iz različnih zornih kotov.
(4) Globinska ostrina je velika in slika je polna tridimenzionalnosti. Globinska ostrina vrstičnega elektronskega mikroskopa je stokrat večja kot pri optičnem mikroskopu in desetkrat večja kot pri transmisijskem elektronskem mikroskopu.
(5) Razpon povečave slike je širok in ločljivost je relativno visoka. Lahko se poveča desetkrat do stotisočkrat in v bistvu vključuje obseg povečave od povečevalnega stekla, optičnega mikroskopa do transmisijskega elektronskega mikroskopa. Ločljivost je med optičnim mikroskopom in transmisijskim elektronskim mikroskopom, do 3 nm.
(6) Poškodba in kontaminacija vzorca z elektronskim žarkom sta razmeroma majhna.
(7) Med opazovanjem morfologije se lahko za analizo mikrokomponent uporabijo tudi drugi signali iz vzorca.
Struktura in princip delovanja vrstičnega elektronskega mikroskopa
1. tulec leče
Cev leče vključuje elektronsko pištolo, zbiralno lečo, lečo objektiva in sistem za skeniranje. Njegova funkcija je ustvariti zelo tanek elektronski žarek (približno nekaj nm v premeru) in omogočiti, da elektronski žarek skenira površino vzorca ter hkrati stimulira različne signale.
2. Elektronski sistem za zbiranje in obdelavo signalov
V vzorčni komori skenirni elektronski žarek sodeluje z vzorcem, da ustvari različne signale, vključno s sekundarnimi elektroni, povratno sipanimi elektroni, rentgenskimi žarki, absorbiranimi elektroni, Augerjevimi elektroni itd. Med zgornjimi signali so najpomembnejši sekundarni elektroni , ki so zunanji elektroni v atomih vzorca, ki jih vzbujajo vpadni elektroni, ki nastanejo v območju od nekaj nm do deset nm pod površino vzorca, hitrost generiranja pa je v glavnem odvisna od morfologije in sestave vzorcev. Tako imenovana skenirajoča elektronska slika se običajno nanaša na sekundarno elektronsko sliko, ki je najbolj uporaben elektronski signal za proučevanje površinske morfologije vzorca. Detektor za detekcijo sekundarnih elektronov (sonda na sliki 15(2) je scintilator, ko elektroni zadenejo scintilator, 1 bo v njem ustvaril svetlobo, ki jo svetlobni vod prenese v fotopomnoževalno cev in svetlobni signal To pomeni, da se pretvori v tokovni signal, nato pa se s predojačenjem in video ojačenjem trenutni signal pretvori v napetostni signal in končno pošlje v mrežo slikovne cevi.
