Princip og anvendelse af scanningselektronmikroskop
Sammenlignet med optisk mikroskopi og transmissionselektronmikroskopi har scanningselektronmikroskopi følgende egenskaber:
(1) I stand til direkte at observere prøvens overfladestruktur med prøvestørrelser op til 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Prøveforberedelsesprocessen er enkel og kræver ikke skæring i tynde skiver.
(3) Prøven kan translateres og roteres i tre dimensioner i prøvekammeret, så den kan observeres fra forskellige vinkler.
(4) Dybdeskarpheden er stor, og billedet er rigt på tredimensionel forstand. Dybden af felt ved scanningselektronmikroskopi er flere hundrede gange større end for optisk mikroskopi og flere titusinder gange større end for transmissionselektronmikroskopi.
(5) Billedets forstørrelsesområde er bredt, og opløsningen er også relativt høj. Det kan forstørres fra titusinder til hundredtusindvis af gange, og det omfatter dybest set forstærkningsområdet fra et forstørrelsesglas, optisk mikroskop til et transmissionselektronmikroskop. Opløsningen er mellem optisk mikroskopi og transmissionselektronmikroskopi og når op til 3nm.
(6) Skaden og kontamineringen af prøven med elektronstråler er relativt lille.
(7) Mens morfologien observeres, kan andre signaler udsendt fra prøven også bruges til mikrozonesammensætningsanalyse.
Strukturen og arbejdsprincippet for scanningselektronmikroskopi
(1) Struktur 1. Spejlrør
Linserøret inkluderer en elektronkanon, en kondensator, et objektiv og et scanningssystem. Dens funktion er at generere en meget fin elektronstråle (med en diameter på ca. et par nanometer) og at få elektronstrålen til at scanne på overfladen af prøven, mens den stimulerer forskellige signaler.
2. Elektronisk signalindsamling og -behandlingssystem
I prøvekammeret interagerer scanningselektronstrålen med prøven for at generere en række forskellige signaler, herunder sekundære elektroner, tilbagespredte elektroner, røntgenstråler, absorptionselektroner, Auger-elektroner osv. Blandt ovenstående signaler er den vigtigste Sekundære elektroner, som er den ydre elektron i prøveatomet exciteret af den indfaldende elektron, genereret i området fra flere nm til titusinder af nm under prøveoverfladen, og dens produktionshastighed afhænger hovedsageligt af prøvens morfologi og sammensætning. Generelt refererer det elektriske scanningsbillede til det sekundære elektronbillede, som er det mest nyttige elektroniske signal til at studere overflademorfologien af prøver. Detektorens sonde til påvisning af sekundære elektroner (fig. 15 (2)) er en scintillator. Når elektronen rammer scintillatoren, genererer 1 lys i den. Dette lys transmitteres af fotolederen til fotomultiplikatorrøret, og det optiske signal omdannes til et strømsignal. Efter forforstærkning og videoforstærkning konverteres strømsignalet til et spændingssignal og sendes til sidst til billedrørets gitter.






