Princípios e Aplicações da Microscopia Eletrônica de Varredura
Características do SEM
Comparado com o microscópio óptico e o microscópio eletrônico de transmissão, o microscópio eletrônico de varredura tem as seguintes características:
(1) A estrutura da superfície da amostra pode ser observada diretamente, e o tamanho da amostra pode ser tão grande quanto 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) O processo de preparação da amostra é simples e não precisa ser cortado em fatias finas.
(3) A amostra pode ser transladada e girada em um espaço tridimensional na câmara de amostra, para que a amostra possa ser observada de vários ângulos.
(4) A profundidade de campo é grande e a imagem é tridimensional. A profundidade de campo do microscópio eletrônico de varredura é centenas de vezes maior que a do microscópio óptico e dezenas de vezes maior que a do microscópio eletrônico de transmissão.
(5) A faixa de ampliação da imagem é ampla e a resolução é relativamente alta. Pode ser ampliado de dez a centenas de milhares de vezes e inclui basicamente a faixa de ampliação de lupa, microscópio óptico a microscópio eletrônico de transmissão. A resolução é entre microscópio óptico e microscópio eletrônico de transmissão, até 3nm.
(6) O dano e a contaminação da amostra pelo feixe de elétrons são relativamente pequenos.
(7) Ao observar a morfologia, outros sinais da amostra também podem ser usados para análise de microcomponentes.
A estrutura e o princípio de funcionamento do microscópio eletrônico de varredura
1. cilindro da lente
O barril da lente inclui canhão de elétrons, lente condensadora, lente objetiva e sistema de varredura. Sua função é gerar um feixe de elétrons muito fino (cerca de alguns nm de diâmetro) e fazer com que o feixe de elétrons escaneie a superfície da amostra e simultaneamente estimule vários sinais.
2. Coleta de sinal eletrônico e sistema de processamento
Na câmara da amostra, o feixe de elétrons de varredura interage com a amostra para gerar vários sinais, incluindo elétrons secundários, elétrons retroespalhados, raios X, elétrons absorvidos, elétrons Auger, etc. Entre os sinais acima, os mais importantes são os elétrons secundários , que são os elétrons externos nos átomos da amostra excitados pelos elétrons incidentes, que são gerados na área de vários nm a dezenas de nm abaixo da superfície da amostra, e a taxa de geração depende principalmente da morfologia e composição das amostras. A chamada imagem eletrônica de varredura geralmente se refere à imagem eletrônica secundária, que é o sinal eletrônico mais útil para estudar a morfologia da superfície da amostra. O detector para detecção de elétrons secundários (a sonda da Figura 15(2) é um cintilador, quando os elétrons baterem no cintilador, 1 vai gerar luz nele, essa luz é transmitida ao tubo fotomultiplicador pelo guia de luz, e o sinal de luz Ou seja, ele é convertido em um sinal de corrente e, em seguida, por meio da pré-amplificação e da amplificação de vídeo, o sinal de corrente é convertido em um sinal de tensão e, finalmente, enviado para a grade do tubo de imagem.
