走査型電子顕微鏡はどのように動作するのですか? 利点は何ですか?
1: 走査型電子顕微鏡
透過型電子顕微鏡はTEで撮像するため、試料の厚さは電子線が透過できる範囲内である必要があります。 この目的を達成するには、さまざまな煩雑なサンプル前処理方法を介して、大型サンプルを透過型電子顕微鏡で許容できるレベルに変換する必要があります。
サンプル表面材料の材料特性を顕微鏡イメージングに直接利用できるかどうかは、科学者が追求する目標となっています。
努力の末、このアイデアは現実になりました ----- 走査型電子顕微鏡 (ScanningElectronicMicroscopy、SEM)。
SEM は、非常に細い電子ビームを使用して観察するサンプルの表面を走査し、電子ビームとサンプルの間の相互作用によって生成される一連の電子情報を収集し、変換および増幅して生成します。画像。 3次元表面構造を研究するのに便利なツールです。
その動作原理は次のとおりです。
高真空の鏡筒内では、電子銃から発生した電子ビームが電子集束レンズによって細いビームに集束され、試料表面上で点ごとに走査・照射され、一連の電子情報（二次電子）が生成されます。 、後方反射電子、透過電子、吸収電子など）、さまざまな電子信号が検出器で受信され、電子増幅器で増幅されて、受像管グリッドによって制御される受像管に入力されます。
集束された電子ビームが試料の表面を走査すると、試料の各部分の物理的および化学的性質、表面電位、元素組成、表面の凹凸形状が異なるため、電子ビームによって励起された電子情報が得られます。受像管の電子線の強度も連続的に変化し、最終的には受像管の蛍光板上に試料の表面構造に応じた画像が得られます。 検出器が受け取った電気信号に応じて、試料の反射電子像、二次電子像、吸収電子像などをそれぞれ取得できます。
前述したように、走査型電子顕微鏡には主に電子光学系モジュール、高電圧モジュール、真空系モジュール、微小信号検出モジュール、制御モジュール、マイクロステージ制御モジュールなどのモジュールが含まれています。
2: 走査型電子顕微鏡の利点
1. 倍率
走査型電子顕微鏡の蛍光面の大きさは固定されているため、倍率の変化は試料表面での電子線の走査振幅を変えることで実現されます。
走査コイルの電流が減少すると、試料上の電子ビームの走査範囲が減少し、倍率が増加します。 調整は非常に便利で、20回から約200回まで連続調整できます。000回。
2. 解決策
解像度は SEM の主な性能指標です。
分解能は、入射電子ビームの直径と変調信号の種類によって決まります。
電子ビームの直径が小さいほど、分解能は高くなります。
イメージングに使用される物理信号が異なれば、解像度も異なります。
たとえば、SE 電子と BE 電子はサンプル表面での発光範囲が異なり、分解能も異なります。 一般に、SEの分解能は約5-10 nm、BEの分解能は約50-200 nmです。
3. 被写界深度
これは、レンズが凹凸のあるサンプルのさまざまな部分に同時に焦点を合わせて結像できる一連の機能を指します。
走査型電子顕微鏡の最終レンズは、小さな開口角と長い焦点距離を採用しているため、一般的な光学顕微鏡の100-500倍、一般的な光学顕微鏡の10倍の深い被写界深度を得ることができます。透過型電子顕微鏡のことです。
深い被写界深度、強い立体感、リアルな形状はSEMの優れた特徴です。
SEM 用の試料は 2 つのカテゴリに分類されます。
１は、良好な導電性を有するサンプルであり、通常、元の形状を維持することができ、若干の洗浄を行わなくても、または多少の洗浄を行っても電子顕微鏡で観察することができる。
2. 非導電性サンプル、または真空中で水分の喪失、ガスの放出、収縮、変形が生じるサンプルは、観察する前に適切に処理する必要があります。
