Bagaimana cara kerja mikroskop elektron pemindaian? Apa keuntungannya?
1: Memindai Mikroskop Elektron
Karena mikroskop elektron transmisi dicitrakan oleh TE, ketebalan sampel harus berada dalam kisaran ukuran yang dapat ditembus oleh berkas elektron. Untuk tujuan ini, perlu mengubah sampel berukuran besar ke tingkat yang dapat diterima untuk mikroskop elektron transmisi melalui berbagai metode persiapan sampel yang rumit.
Apakah itu dapat langsung menggunakan sifat material dari bahan permukaan sampel untuk pencitraan mikroskopis telah menjadi tujuan yang dikejar oleh para ilmuwan.
Setelah kerja keras, ide ini menjadi kenyataan ----- pemindaian mikroskop elektron (ScanningElectronicMicroscopy, SEM).
SEM adalah alat optik elektronik yang menggunakan berkas elektron yang sangat halus untuk memindai permukaan sampel yang akan diamati, dan mengumpulkan serangkaian informasi elektronik yang dihasilkan oleh interaksi antara berkas elektron dan sampel, yang diubah dan diperkuat menjadi bentuk sebuah gambar. Ini adalah alat yang berguna untuk mempelajari struktur permukaan tiga dimensi.
Prinsip kerjanya adalah:
Dalam laras lensa vakum tinggi, berkas elektron yang dihasilkan oleh senjata elektron difokuskan ke berkas tipis oleh lensa konvergen elektron, dan dipindai dan dibombardir titik demi titik pada permukaan sampel untuk menghasilkan serangkaian informasi elektronik (elektron sekunder , elektron yang dipantulkan kembali, elektron yang ditransmisikan, Elektronik absorpsi, dll.), berbagai sinyal elektronik diterima oleh detektor, diperkuat oleh penguat elektronik, dan kemudian dimasukkan ke tabung gambar yang dikendalikan oleh kisi tabung gambar.
Ketika berkas elektron terfokus memindai permukaan sampel, karena sifat fisik dan kimia yang berbeda, potensi permukaan, komposisi unsur dan bentuk permukaan cekung-cembung dari berbagai bagian sampel, informasi elektronik yang dieksitasi oleh berkas elektron adalah berbeda, menghasilkan berkas elektron tabung gambar Intensitasnya juga berubah terus menerus, dan akhirnya gambar yang sesuai dengan struktur permukaan sampel dapat diperoleh pada layar fluoresen kinescope. Bergantung pada sinyal elektronik yang diterima oleh detektor, citra elektron yang tersebar balik, citra elektron sekunder, citra elektron absorpsi, dll. dari sampel dapat diperoleh masing-masing.
Seperti dijelaskan di atas, mikroskop elektron pemindaian sebagian besar memiliki modul berikut: modul sistem optik elektron, modul tegangan tinggi, modul sistem vakum, modul deteksi sinyal mikro, modul kontrol, modul kontrol tahap mikro, dll.
Dua: keuntungan dari pemindaian mikroskop elektron
1. Pembesaran
Karena ukuran layar neon mikroskop elektron pemindaian adalah tetap, perubahan perbesaran diwujudkan dengan mengubah amplitudo pemindaian berkas elektron pada permukaan sampel.
Jika arus kumparan pemindai berkurang, jangkauan pemindaian berkas elektron pada sampel akan berkurang dan perbesaran akan ditingkatkan. Penyesuaiannya sangat nyaman, dan dapat disesuaikan terus menerus dari 20 kali hingga sekitar 200,000 kali.
2. Resolusi
Resolusi adalah indeks kinerja utama SEM.
Resolusi ditentukan oleh diameter berkas elektron insiden dan jenis sinyal modulasi:
Semakin kecil diameter berkas elektron, semakin tinggi resolusinya.
Sinyal fisik berbeda yang digunakan untuk pencitraan memiliki resolusi berbeda.
Misalnya, elektron SE dan BE memiliki rentang emisi yang berbeda pada permukaan sampel, dan resolusinya juga berbeda. Secara umum, resolusi SE sekitar 5-10 nm, dan resolusi BE sekitar 50-200 nm.
3. Kedalaman bidang
Ini mengacu pada berbagai kemampuan lensa yang dapat secara bersamaan memfokuskan dan gambar pada berbagai bagian sampel dengan ketidakrataan.
Lensa akhir mikroskop elektron pemindaian mengadopsi sudut apertur kecil dan panjang fokus yang panjang, sehingga kedalaman bidang yang besar dapat diperoleh, yaitu 100-500 kali lebih besar dari mikroskop optik umum dan 10 kali lebih besar dari mikroskop elektron transmisi.
Depth of field yang besar, sense tiga dimensi yang kuat, dan bentuk realistis adalah fitur luar biasa dari SEM.
Spesimen untuk SEM dibagi menjadi dua kategori:
1 adalah sampel dengan konduktivitas yang baik, yang umumnya dapat mempertahankan bentuk aslinya dan dapat diamati dalam mikroskop elektron tanpa atau dengan sedikit pembersihan;
2. Sampel non-konduktif, atau sampel yang kehilangan air, mengeluarkan gas, menyusut, dan berubah bentuk dalam ruang hampa, perlu ditangani dengan benar sebelum dapat diamati.
