Jaka jest zasada działania skaningowego mikroskopu elektronowego?
Ze względu na fakt, że do obrazowania TE wykorzystuje się transmisyjną mikroskopię elektronową, konieczne jest zapewnienie, aby grubość próbki mieściła się w zakresie wielkości, przez który może przeniknąć wiązka elektronów. Aby to osiągnąć, potrzebne są różne, uciążliwe metody przygotowania próbek w celu przekształcenia próbek o dużych rozmiarach do poziomu akceptowalnego w transmisyjnej mikroskopii elektronowej.
Celem, do jakiego dążą naukowcy, jest bezpośrednie wykorzystanie właściwości materiałowych materiałów powierzchni próbki do obrazowania mikroskopowego.
Dzięki wysiłkom pomysł ten stał się rzeczywistością – Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM).
SEM – przyrząd optyki elektronowej, który skanuje powierzchnię obserwowanej próbki bardzo cienką wiązką elektronów, zbiera szereg informacji elektronicznych generowanych w wyniku oddziaływania wiązki elektronów z próbką oraz obrazy po konwersji i wzmocnieniu. Jest to przydatne narzędzie do badania trójwymiarowych struktur powierzchniowych.
Jego zasada działania jest następująca:
W tubusie soczewki wysokopróżniowej wiązka elektronów generowana przez działo elektronowe jest skupiana w drobną wiązkę przez soczewkę zbieżności elektronów, a następnie skanuje i bombarduje powierzchnię próbki punkt po punkcie, aby wygenerować serię informacji elektronicznych (elektrony wtórne, tył elektrony odbicia, elektrony transmisyjne, elektrony absorpcyjne itp.). Detektor odbiera różne sygnały elektroniczne, wzmacnia je za pomocą wzmacniacza elektronicznego, a następnie wprowadza je do kineskopu sterowanego przez siatkę kineskopu.
Podczas skanowania powierzchni próbki skupioną wiązką elektronów, ze względu na różne właściwości fizyczne i chemiczne, potencjał powierzchni, skład pierwiastkowy i wklęsło-wypukłą morfologię powierzchni w różnych częściach próbki, informacja elektronowa jest wzbudzana przez wiązkę elektronów jest różny, co skutkuje ciągłą zmianą natężenia wiązki elektronów lampy obrazowej. Ostatecznie obraz odpowiadający strukturze powierzchni próbki można uzyskać na ekranie fluorescencyjnym lampy obrazowej. W zależności od różnych sygnałów elektronicznych odbieranych przez detektor, można uzyskać odpowiednio obraz elektronów rozproszonych wstecznie, obraz elektronów wtórnych i obraz elektronów absorpcyjnych próbki.
Jak opisano powyżej, skaningowy mikroskop elektronowy składa się głównie z następujących modułów: moduł układu optyki elektronowej, moduł wysokiego napięcia, moduł układu próżniowego, moduł wykrywania mikrosygnałów, moduł sterujący, moduł sterujący stołem mikroprzemieszczeniowym itp.
