border=0

Raster (scannen) elektronmikroskoop

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

In raster (scanning) elektronronmikroskoop (SEM, SEM) is in apparaat dat makket bylden fan 'e problemenflater mei hege resolúsje (ferskate nanometers) te krijen. In oantal ekstra metoaden makket it te krijen mei ynformaasje oer de gemyske gearstalling fan de oerflakken.

It prinsipe fan 'e operaasje fan' e SEM

In dûnte elektroanelbalke wurdt generearre troch in elektronenwapens , dy't spilet de rol fan in boarne fan elektronen, kombinearre mei elektronlinsjes , dy't deselde rol spylje yn relaasje nei de elektronenbal as fotonlinsen yn in optyske mikroskoop nei de lichtflux. Spultsjes lizze neffens twa opkommend perpendiculaire rjochtingen (x, y), lingte oan 'e beam rjochting (z) en kontrolearje troch syngronisearre stringen, soene de probleem scannen wurde scansearje as it scannen fan in elektronenstraam yn in katoe-rayen fan in TV. Elektronike linzen (meast spherike magnetyske) en ûntbiningsspulen foarmje in systeem dy't in elektronen kolom hjit. Yn moderne SEM-ôfbyldings wurde allinich yn digitale foarm opnommen.

Fig. 3. 14 Uterwizing en apparaat fan in rasterelektronenmikroskoop

De basis fan it rûnteelektronenmikroskoop is in elektronenwapens en in elektronen kolon, wêrtroch't syn funksjonearjen in skerpe fokusele elektroanel probe fan gemiddelde enerzjy (10-50 keV) op 'e problemenflater foarmje. It apparaat is ynrjochte mei in fakuüm-systeem (yn moderne modellen fan mikroskopen, in heech fakuüm is winsklik, mar net nedich). Ek yn elke SEM is der in poadium wêrmei jo it probleem yn minstens trije rjochtingen ferpleatse kinne. As in probe ynteraksearret mei in objekt, ûntsteane ferskate soarten fan radiation, elk fan dy kin konvertearre wurde yn in elektrysk sinjaal. Ofhinklik fan 'e sinjaal opnimming meganis binne der ferskate operearjende moden fan it rûnelektronenmikroskoop: de sekundêre elektroanemodus, de reflektearre elektroanemodus, de cathodoluminescence modus, ensfh.

SEM's binne mei deteateren dy't it selektearje en analysearje fan de radiation dy't ûntstien is yn 't ynteraksje en dieltsjes dy't de enerzjy feroarsaakje as gefolch fan' e ynteraksje fan 'e elektroanische probleem mei de probe. De ûntwikkele techniken jouwe ús om net allinich de oerflak eigenskippen fan 'e probleem te ûndersiikjen, mar ek ynformaasje oer de eigenskippen fan substruktuer-struktueren.

De wichtichste soarten fan sinjalen dy't generearre wurde en te finen binne yn 'e operaasje fan' e SEM:

· Sekundêre elektronen (HE of terreinmodus)

Oantal reflekte elektroanen (OE of faze kontrastmodus)

Elektrons troch de probe trochgean (brûkt om biologyske objekten te studearjen)

Diffraasje fan reflekte elektroanen (DOE)

Aktuele ferlies op 'e echte problemen (PE of absorbearre elektroaneldeksje)

It aktive troch de probleem passearre (TE of past elektroaneldekker)

Charakteristyk X-rays (X-ray mikroanalysis)

ACA (wapens-dispersive analyze)

Ljocht sinjaal (cathodoluminescence).

Alle mooglike soarten fan detectors dy't op ien apparaat ynstalleare binne tige seldsum.

Detektors fan sekundêre elektronen binne de earste en tradisjoneel ynstalleare op alle type SEM-deteaters. Yn dizze modus is de resolúsje fan 'e SEM maksimaal. De oplossing fan sekundêre elektroaneldeksjes yn moderne apparaten is al genôch om subnanometerobjekten te observearjen. Troch it heule elektryske beam binne SEMs in tige grutte djipte fan fjild (0,6-0,8 mm), dy't twa opdrachten fan grutter is as heger as dy fan in optyske mikroskoop en makket it mooglik om dúdlike mikrofotografen te krijen mei in karakteristike trije-dimensionale effekt foar objekten mei komplekse oplieding. Dit eigendom fan SEM is tige brûkber foar it begripen fan de oerflakstruktuer fan in echte samling.

Sekondêre elektroanen. As gefolch fan ynteraksje mei de atomen fan 'e echte problemen, kinne de elektroanen fan' e primêre beam in diel fan har enerzjet oerleverje nei elektroanen fan 'e conduitsband, dat is swak oan atomen ferbûn. As gefolch fan dizze ynteraksje kinne elektroanenôfslach en atom-ionisaasje opkomme. Sokke elektronen wurde sekondêr neamd. Dizze elektronen hawwe meastentiids enerzjy (sa'n 50 eV). Elke elektroan yn 't basisbou hat genôch enerzjy om meardere elektroanen te meitsjen.

Sûnt de enerzjy fan 'e sekundêre elektronen is lyts, har rendeming is allinich mooglik fan' e oerflakken fan it materiaal (minder as 10 nm) mooglik. Troch de lytse kinetyske enerzjy wurde dizze elektronen maklik troch in lyts potensjele ferskil set. Dêrtroch is it mooglik om de effektiviteit fan de detectors signifikant te ferbetterjen en kwalitêre ôfbyldings te krijen mei in goede sinne-to-rûchferhâlding en in resolúsje fan likernôch 4 nm mei in tredde diameter fan 3 nm.

Tinkend oan dat sekundêre elektronen wurde makke troch oerflakken, se binne tige gefoelich foar de steat fan 'e oerflak. Minimal wizigingen hawwe ynfloed op it tal elektroanen sammele. Sa wurdt dizze soarte elektroaner ynformaasje oer de reliëf fan 'e echte samling.

Spektralen elektronen (OE) binne de beamelektronen dy't reflektearre binne fan 'e echte samling troch elastysk fersmoarging. Oe wurde faak brûkt yn analysearjend SEM tegearre mei de analyze fan de karakteristike X-ray-spektra. Om't de yntensiteit fan it OE-sinjaal direkt ferbân is mei it gemiddelde atoomnûmer (Z) fan it ljochte regio fan 'e echte samling, drage de OE-images ynformaasje oer de ferdieling fan ferskate eleminten yn' e echte samling.

X-rays wurde ûntstien as de elektroan-beam klokt elektroanen út 'e binnenkant fan' e eleminten fan 'e echte samling, wêrtroch't it elektroanus fan in hegere enerzjynivo nei in leger nivo fan enerzjy mei simultane emission fan in X-ray-quantum feroaret. Deteksje fan it X-ray-spektrum liedt jo de komposysje te identifisearjen en mjit it oantal eleminten yn 'e echte mjitte.

Advendo SEM:

• wichtige djipte fan fjildôfbylding (volume);

• grutte grutte fan objekten;

• ienfâldigens fan it elektrysk optysk systeem;

• grutte fergrutting: fan 3 kear oant 150.000 kear.

De grutte fan 'e elektrononde-probe en de grutte fan' e regio fan ynteraksje fan 'e probleem mei de probleem is folle grutter as de ôfstân tusken de doelen atomen. Sa is de resolúsje fan it rûnteelektronenmikroskop net sa grut as as atmjittich as mooglik sichtbere atomyske skalen, bygelyks, yn in transmjoechelektronenmikroskoop . It scannen fan elektroanenmikroskoop hat lykwols syn foardielen, ynklusyf de fermogen om in relatyf grut gebiet fan 'e sample te meitsjen, de mooglikheid om massive doelen (en net allinnich dûnse films) te ûndersiikjen, en ek in ferskaat oan analytyske metoaden om de fundamtlike eigenskippen fan it doel materiaal te mjitten. Ofhinklik fan it spesifike apparaat en de parameters fan it eksperiment, kinne resolúsje fan tsientallen nei ienheden fan nanometers wurde krije.

Scannen mikroskopen wurde benammen brûkt as in ûndersyksarkt yn 'e natuerkunde, elektroanika, biology.

Fig. 3.15 Mikrograaf fan plant pollen en de interface tusken it okside (tsjustere fjilden) en metal (ljochtfjilden) komponinten

It krijen fan in byld fan 'e probleem yn' e stúdzje kin sterk ferskille ôfhinklik fan de type fan detekteur. Dizze ferskillen jouwe ús om oer de fysika fan 'e oerflak ôf te sluten, om in stúdzje fan' e morphology fan 'e oerflak te fieren. In elektronenmikroskoop is praktysk it iennichste apparaat dat in ôfbylding fan 'e oerflak fan in moderne mikroskrúzje of in tuskentafel fan in fotolithografysk proses kin leverje.

De nije technology fan it scannen fan mikroskoop brûkt helium atomen ynstee fan elektroanen.

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

Quantum-meganyske ferklearring fan it ferskynsel fan superkonduktiviteit

NGR metoade - spektroskopy

Physical Basics of SQUID - mikroskopy

Foarbylden fan praktyk gebrûk fan NMR

Fysike fundamentals fan 'e r-rayanalyse-metoaden

Starke effekt

Basisûnderwiis fan geometryske optika

Meitsjen fan metoaden mei feiligens basearre sensoren

Perspektiven foar it brûken fan mikrodeksjes yn sensornetwurken

>

Arsjitektuer fan feiligensensors en systemen foar it kontrolearjen fan de posysje fan kantilen

Cantilever-sensoren basearre op hege molekulêre gewichts- en biopolymersysteem

Werom nei ynhâldsopjefte: Moderne fûnemintele en tapastlike ûndersyk yn ynstruminten

Views: 13274

11.45.9.63 © edudocs.fun is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .