Princíp a aplikácia rastrovacieho elektrónového mikroskopu
V porovnaní s optickou mikroskopiou a transmisnou elektrónovou mikroskopiou má skenovacia elektrónová mikroskopia nasledujúce vlastnosti:
(1) Schopný priamo pozorovať povrchovú štruktúru vzorky s veľkosťou vzorky až do 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Proces prípravy vzorky je jednoduchý a nevyžaduje krájanie na tenké plátky.
(3) Vzorku je možné v komore na vzorky posúvať a otáčať v troch rozmeroch, takže ju možno pozorovať z rôznych uhlov.
(4) Hĺbka ostrosti je veľká a obraz je bohatý v trojrozmernom zmysle. Hĺbka poľa rastrovacej elektrónovej mikroskopie je niekoľko stokrát väčšia ako hĺbka optickej mikroskopie a niekoľko desiatokkrát väčšia ako hĺbka transmisnej elektrónovej mikroskopie.
(5) Rozsah zväčšenia obrazu je široký a rozlíšenie je tiež relatívne vysoké. Dá sa zväčšiť desať až stotisíckrát a v podstate zahŕňa rozsah zosilnenia od lupy, optického mikroskopu až po transmisný elektrónový mikroskop. Rozlíšenie je medzi optickou mikroskopiou a transmisnou elektrónovou mikroskopiou a dosahuje až 3 nm.
(6) Poškodenie a kontaminácia vzorky elektrónovými lúčmi sú relatívne malé.
(7) Pri pozorovaní morfológie možno na analýzu zloženia mikrozón použiť aj iné signály emitované zo vzorky.
Štruktúra a princíp fungovania rastrovacej elektrónovej mikroskopie
(1) Štruktúra 1. Zrkadlová trubica
Tubus objektívu obsahuje elektrónovú pištoľ, kondenzor, objektív a skenovací systém. Jeho funkciou je generovať veľmi jemný elektrónový lúč (s priemerom asi niekoľko nanometrov) a skenovať elektrónový lúč na povrchu vzorky, pričom stimuluje rôzne signály.
2. Elektronický systém zberu a spracovania signálov
Vo vzorkovej komore interaguje skenovací elektrónový lúč so vzorkou a vytvára rôzne signály, vrátane sekundárnych elektrónov, spätne rozptýleného elektrónu, röntgenového žiarenia, absorpčného elektrónu, Augerovho elektrónu atď. Medzi vyššie uvedenými signálmi je najdôležitejší signál Sekundárne elektróny, čo je vonkajší elektrón v atóme vzorky excitovaný dopadajúcim elektrónom, generovaný v oblasti niekoľkých nm až desiatok nm pod povrchom vzorky a rýchlosť jeho produkcie závisí najmä od morfológie a zloženia vzorky. Všeobecne povedané, skenovací elektrický obraz sa vzťahuje na obraz sekundárnych elektrónov, čo je najužitočnejší elektronický signál na štúdium povrchovej morfológie vzoriek. Sonda detektora na detekciu sekundárnych elektrónov (obr. 15 (2)) je scintilátor. Keď elektrón zasiahne scintilátor, 1 v ňom generuje svetlo. Toto svetlo je prenášané fotovodičom do fotonásobiča a optický signál sa premieňa na prúdový signál. Po predzosilnení a videozosilnení sa prúdový signál premení na napäťový signál a nakoniec sa odošle do mriežky obrazovky.
