Skenējošā elektronu mikroskopa darbības princips un pielietojums
Salīdzinot ar optisko mikroskopiju un transmisijas elektronu mikroskopiju, skenējošajai elektronu mikroskopijai ir šādas īpašības:
(1) Spēj tieši novērot parauga virsmas struktūru ar parauga izmēriem līdz 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Paraugu sagatavošanas process ir vienkāršs un nav nepieciešams sagriezt plānās šķēlēs.
(3) Paraugu var tulkot un pagriezt trīs dimensijās parauga kamerā, lai to varētu novērot no dažādiem leņķiem.
(4) Lauka dziļums ir liels, un attēls ir bagāts ar trīsdimensiju sajūtu. Skenējošās elektronu mikroskopijas lauka dziļums ir vairākus simtus reižu lielāks nekā optiskās mikroskopijas lauka dziļums un vairākus desmitus reižu lielāks nekā transmisijas elektronu mikroskopijā.
(5) Attēla palielinājuma diapazons ir plašs, un arī izšķirtspēja ir salīdzinoši augsta. To var palielināt no desmitiem līdz simtiem tūkstošu reižu, un tas būtībā ietver pastiprinājuma diapazonu no palielināmā stikla, optiskā mikroskopa līdz transmisijas elektronu mikroskopam. Izšķirtspēja ir starp optisko mikroskopiju un transmisijas elektronu mikroskopiju, sasniedzot līdz 3 nm.
(6) Parauga bojājumi un piesārņojums ar elektronu stariem ir salīdzinoši nelieli.
(7) Novērojot morfoloģiju, mikrozonu sastāva analīzei var izmantot arī citus parauga izstarotos signālus.
Skenējošās elektronu mikroskopijas uzbūve un darbības princips
(1) Struktūra 1. Spoguļa caurule
Objektīva cilindrā ietilpst elektronu lielgabals, kondensators, objektīvs un skenēšanas sistēma. Tās funkcija ir radīt ļoti smalku elektronu staru (ar diametru aptuveni daži nanometri) un likt elektronu staram skenēt parauga virsmu, vienlaikus stimulējot dažādus signālus.
2. Elektroniskā signālu savākšanas un apstrādes sistēma
Parauga kamerā skenējošais elektronu stars mijiedarbojas ar paraugu, lai ģenerētu dažādus signālus, tostarp sekundāros elektronus, atpakaļizkliedētos elektronus, rentgenstarus, absorbcijas elektronus, Augera elektronus utt. No iepriekšminētajiem signāliem vissvarīgākais ir Sekundārie elektroni, kas ir parauga atoma ārējais elektrons, ko ierosina krītošais elektrons, kas rodas no vairākiem nm līdz desmitiem nm zem parauga virsmas, un tā ražošanas ātrums galvenokārt ir atkarīgs no parauga morfoloģijas un sastāva. Vispārīgi runājot, skenējošais elektriskais attēls attiecas uz sekundāro elektronu attēlu, kas ir visnoderīgākais elektroniskais signāls paraugu virsmas morfoloģijas pētīšanai. Detektora zonde sekundāro elektronu noteikšanai (15. att. (2)) ir scintilators. Kad elektrons ietriecas scintilatorā, 1 tajā ģenerē gaismu. Šo gaismu fotovadītājs pārraida uz fotopavairotāja cauruli, un optiskais signāls tiek pārveidots par strāvas signālu. Pēc iepriekšējas pastiprināšanas un video pastiprināšanas strāvas signāls tiek pārveidots par sprieguma signālu un visbeidzot tiek nosūtīts uz attēla caurules tīklu.
