Bagaimanakah mikroskop elektron pengimbasan berfungsi? Apakah kelebihannya?
1: Mengimbas Mikroskop Elektron
Oleh kerana mikroskop elektron penghantaran diimejkan oleh TE, ketebalan sampel mestilah dalam julat saiz yang boleh ditembusi oleh rasuk elektron. Untuk tujuan ini, adalah perlu untuk mengubah sampel bersaiz besar ke tahap yang boleh diterima untuk mikroskop elektron penghantaran melalui pelbagai kaedah penyediaan sampel yang rumit.
Sama ada ia boleh menggunakan secara langsung sifat bahan bahan permukaan sampel untuk pengimejan mikroskopik telah menjadi matlamat yang dikejar oleh saintis.
Selepas bekerja keras, idea ini telah menjadi realiti ----- mikroskop elektron pengimbasan (ScanningElectronicMicroscopy, SEM).
SEM ialah alat optik elektronik yang menggunakan pancaran elektron yang sangat halus untuk mengimbas permukaan sampel untuk diperhatikan, dan mengumpul satu siri maklumat elektronik yang dihasilkan oleh interaksi antara pancaran elektron dan sampel, yang diubah dan dikuatkan untuk membentuk. sebuah imej. Ia adalah alat yang berguna untuk mengkaji struktur permukaan tiga dimensi.
Prinsip kerjanya ialah:
Dalam tong kanta vakum tinggi, rasuk elektron yang dihasilkan oleh pistol elektron difokuskan ke dalam rasuk nipis oleh kanta penumpuan elektron, dan diimbas dan dibombardir titik demi titik pada permukaan sampel untuk menghasilkan satu siri maklumat elektronik (elektron sekunder). , elektron pantulan belakang, elektron yang dihantar, Elektronik penyerapan, dsb.), pelbagai isyarat elektronik diterima oleh pengesan, dikuatkan oleh penguat elektronik, dan kemudian dimasukkan ke tiub gambar yang dikawal oleh grid tiub gambar.
Apabila rasuk elektron terfokus mengimbas permukaan sampel, disebabkan oleh sifat fizikal dan kimia yang berbeza, potensi permukaan, komposisi unsur dan bentuk cekung-cembung permukaan bahagian berlainan sampel, maklumat elektronik yang teruja oleh rasuk elektron adalah berbeza, mengakibatkan pancaran elektron tiub gambar Keamatan juga berubah secara berterusan, dan akhirnya imej yang sepadan dengan struktur permukaan sampel boleh diperolehi pada skrin pendarfluor kinescope. Bergantung pada isyarat elektronik yang diterima oleh pengesan, imej elektron berselerak belakang, imej elektron sekunder, imej elektron serapan, dsb. sampel boleh diperolehi masing-masing.
Seperti yang diterangkan di atas, mikroskop elektron pengimbasan kebanyakannya mempunyai modul berikut: modul sistem optik elektron, modul voltan tinggi, modul sistem vakum, modul pengesanan isyarat mikro, modul kawalan, modul kawalan peringkat mikro, dsb.
Dua: kelebihan mengimbas mikroskop elektron
1. Pembesaran
Oleh kerana saiz skrin pendarfluor mikroskop elektron pengimbasan ditetapkan, perubahan pembesaran direalisasikan dengan menukar amplitud pengimbasan pancaran elektron pada permukaan sampel.
Jika arus gegelung pengimbasan dikurangkan, julat pengimbasan pancaran elektron pada sampel akan berkurangan dan pembesaran akan ditingkatkan. Pelarasan ini sangat mudah, dan ia boleh dilaraskan secara berterusan daripada 20 kali kepada kira-kira 200,000 kali.
2. Resolusi
Resolusi ialah indeks prestasi utama SEM.
Resolusi ditentukan oleh diameter rasuk elektron kejadian dan jenis isyarat modulasi:
Semakin kecil diameter pancaran elektron, semakin tinggi resolusinya.
Isyarat fizikal yang berbeza yang digunakan untuk pengimejan mempunyai resolusi yang berbeza.
Sebagai contoh, elektron SE dan BE mempunyai julat pelepasan yang berbeza pada permukaan sampel, dan resolusinya berbeza. Secara amnya, peleraian SE ialah kira-kira 5-10 nm, dan peleraian BE ialah kira-kira 50-200 nm.
3. Kedalaman medan
Ia merujuk kepada julat keupayaan yang boleh difokuskan dan imej kanta serentak pada pelbagai bahagian sampel dengan ketidaksamaan.
Kanta akhir mikroskop elektron pengimbasan menggunakan sudut bukaan kecil dan panjang fokus yang panjang, jadi kedalaman medan yang besar boleh diperolehi, iaitu 100-500 kali lebih besar daripada mikroskop optik umum dan 10 kali lebih besar daripada iaitu mikroskop elektron penghantaran.
Kedalaman medan yang besar, deria tiga dimensi yang kuat dan bentuk yang realistik adalah ciri-ciri cemerlang SEM.
Spesimen untuk SEM dibahagikan kepada dua kategori:
1 ialah sampel dengan kekonduksian yang baik, yang secara amnya boleh mengekalkan bentuk asalnya dan boleh diperhatikan dalam mikroskop elektron tanpa atau dengan sedikit pembersihan;
2. Sampel bukan konduktif, atau sampel yang kehilangan air, gas keluar, mengecut dan berubah bentuk dalam vakum, perlu dirawat dengan betul sebelum ia boleh diperhatikan.
