走査型電子顕微鏡の応用
走査型電子顕微鏡は多くの優れた特性を備えた多機能な装置であり、最も広く使用されている装置です。 次の基本的な分析を実行できます。
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（１）三次元形状の観察・解析。
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(2) 形態を観察しながら、微小領域の組成分析を行います。
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① ナノマテリアルを観察する。 いわゆるナノマテリアルとは、材料を構成する粒子または微結晶を 0.1 ～ 100 nm の範囲で加圧し、表面を清浄に保つことによって得られる固体材料を指します。 ナノマテリアルは、結晶状態やアモルファス状態とは異なる多くの独特な物理的および化学的特性を持っています。 ナノマテリアルには幅広い開発の可能性があり、将来の材料研究の重要な方向性となるでしょう。 走査型電子顕微鏡の重要な特徴はその高解像度であり、ナノマテリアルの観察に広く使用されています。
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② 材料の破壊を解析します。 走査型電子顕微鏡のもう一つの大きな特徴は、被写界深度が深く、立体感に富んだ像が得られることです。 走査型電子顕微鏡の焦点深度は、透過型電子顕微鏡の焦点深度の10倍、光学顕微鏡の焦点深度の数百倍です。 画像の被写界深度が深いため、得られる走査電子画像は 3 次元形状を持ち、他の顕微鏡よりもはるかに多くの情報を提供できます。 この機能はユーザーにとって非常に価値があります。 走査型電子顕微鏡によって表示される破壊形態は、深いレベルおよび深い被写界深度の観点から材料破壊の本質を表現します。 それは教育、科学研究、生産においてかけがえのない役割を果たしています。 合理性の判断などの側面は強力なツールです。
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③大型サンプルの元の表面を直接観察します。 直径100mm、高さ50mm以上のサンプルを形状に制限なく直接観察でき、粗面観察もできるため、サンプル準備の手間が省け、真の意味での観察が可能です。サンプルを観察する サンプル自体のさまざまな材料成分のコントラスト (後方反射電子像)。
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④ 厚いサンプルを観察します。 厚いサンプルを観察する場合、高分解能で最もリアルな形状を得ることができます。 走査型電子顕微鏡の解像度は、光学顕微鏡と透過型電子顕微鏡の間の解像度です。 ただし、厚いサンプルの観察を比較する場合、透過型電子顕微鏡では積層法が依然として使用されており、積層の分解能は10 nmに達することができ、観察はサンプルそのものではないため、走査型電子顕微鏡を使用してください。厚いサンプルを観察する場合により有益であり、より実際のサンプル表面情報を得ることができます。
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⑤ サンプルの各領域の詳細を観察します。 サンプルチャンバー内でのサンプルの移動範囲は非常に広いです。 他の顕微鏡の作動距離は通常わずか 2 ～ 3 cm なので、実際には 2 次元空間内で移動できるのはサンプルだけです。 しかし、走査型電子顕微鏡では、作動距離が長く（20 mmを超える場合もあります）、焦点深度が深く（透過型電子顕微鏡の10倍）、サンプルチャンバーのスペースが広いため、異なります。そのため、サンプルを3次元空間に配置することができます。 移動（つまり、3次元空間の移動、3次元空間の回転）の自由度は6自由度であり、可動範囲が広いため、利便性が高くなります。異形サンプルの各部の詳細観察まで。
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⑥広い視野と低倍率でサンプルを観察します。 走査型電子顕微鏡で観察される試料の視野は広い。 走査型電子顕微鏡では、同時に試料を観察できる視野Fは次の式で決まります:F=L/M
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式中、F——視野範囲。
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M - 観察時の倍率。
L——受像管の画面サイズ。
走査型電子顕微鏡に30cm（12インチ）受像管を採用した場合、倍率を15倍にすると視野は20mmに達します。 犯罪捜査や考古学などの一部の分野では、サンプルの地形を観察するための広い視野と低倍率が必要です。
⑦ 高倍率から低倍率まで連続観察を行います。 倍率の可変範囲が非常に広く、頻繁にピント合わせをする必要がありません。 走査型電子顕微鏡の倍率範囲は非常に広く（50000倍から200000倍まで連続調整可能）、一度焦点を合わせれば高倍率から低倍率まで連続観察が可能です。低倍率から高倍率まで、焦点を合わせ直すことなく撮影できます。 特に分析が便利です。
⑧ 生体サンプルの観察。 電子照射による試料の損傷や汚染の程度は非常に少ないです。 他の電子顕微鏡と比較すると、観察に使用される電子プローブの電流が小さいため（一般に10 -10～10 -12A程度）、電子プローブのビームスポットサイズが小さくなります（通常5nm～10 -12A）。探針のエネルギーも比較的小さく（加速電圧も2kV程度まで小さく可能）、試料への定点照射ではなくラスタースキャン方式で照射されるため、電子照射によって生じるサンプルの損傷や汚染は非常に小さいため、一部の生体サンプルを観察する場合には特に重要です。
⑨ 動的な観測を行う。 走査電子顕微鏡では、画像情報は主に電子情報です。 現代の電子産業の技術レベルによれば、高速で変化する電子情報であっても、問題なく時間内に受信、処理、保存できるため、ある程度の動的なプロセス観察を実行できます。 加熱、冷却、曲げ、伸張、イオンエッチングなどの付属品を試料室内に設置すると、相転移や破壊などの動的変化過程をTV装置を通じて観察することができます。 10 試料の表面形状からさまざまな情報を取得します。 走査電子顕微鏡では、入射電子と試料との相互作用を利用して画像化のためのさまざまな情報を生成できるだけでなく、信号処理手法により画像のさまざまな特殊な表示方法を取得したり、表面から情報を取得したりすることもできます。サンプルの形態。 さまざまな情報を入手します。 走査電子顕微鏡は、同時に記録されるのではなく、約100万個に分解されて順次記録されるため、表面形態の観察だけでなく、組成や元素の分析も可能です。電子チャネルのパターン。 結晶学的解析の場合、選択される領域サイズは 10μm ～ 2μm です。
走査電子顕微鏡の上記の特徴と機能により、走査電子顕微鏡は科学研究者によってますます注目され、ますます広く使用されるようになりました。 走査型電子顕微鏡は、材料科学 (金属材料、非金属材料、ナノ材料)、冶金学、生物学、医学、半導体材料およびデバイス、地質調査、害虫駆除、災害 (火災、故障分析) 識別、犯罪偵察などの分野で広く使用されています。 、宝石鑑別、製品品質鑑別、工業生産における生産工程管理など。
