مقدمة للتطبيقات الرئيسية للمجهر الإلكتروني الماسح
المجهر الإلكتروني الماسح هو أداة متعددة الوظائف تتمتع بالعديد من الخصائص المتفوقة، وهي واحدة من أكثر الأدوات استخدامًا على نطاق واسع، حيث يمكنها إجراء التحليلات الأساسية التالية:
(1) مراقبة وتحليل التشكل ثلاثي الأبعاد؛
(2) التحليل التركيبي للمناطق الصغيرة مع مراقبة التشكل.
(1) مراقبة المواد النانوية. ما يسمى بالمواد النانوية هي مواد صلبة يتم الحصول عليها عن طريق قولبة الضغط بشرط الحفاظ على السطح نظيفًا عندما يكون حجم الجزيئات أو البلورات الدقيقة التي تتكون منها المادة في حدود 0.1 إلى 100 نانومتر. تتمتع المواد النانوية بالعديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة التي تختلف عن تلك الموجودة في الحالات البلورية وغير المتبلورة. تتمتع المواد النانوية بآفاق تطوير واسعة وستصبح الاتجاه الرئيسي لأبحاث المواد المستقبلية. من السمات الهامة للمجهر الإلكتروني الماسح دقته العالية، والتي تستخدم الآن على نطاق واسع لمراقبة المواد النانوية.
② لإجراء تحليل كسر المواد. ميزة أخرى مهمة للمجهر الإلكتروني الماسح هي عمق المجال الكبير، والصورة غنية بالمعنى ثلاثي الأبعاد. عمق تركيز المجهر الإلكتروني الماسح أكبر من المجهر الإلكتروني النافذ 10 مرات أكبر من المجهر الضوئي بمئات المرات. نظرًا لأن عمق مجال الصورة كبير، فإن صورة الإلكترون المسح غنية بالمعنى ثلاثي الأبعاد، مع شكل ثلاثي الأبعاد، يمكن أن توفر معلومات أكثر بكثير من المجاهر الأخرى، وهذه الميزة ذات قيمة كبيرة للمستخدم. يُظهر المجهر الإلكتروني الماسح مورفولوجيا الكسر من العمق العالي لزاوية المجال، ويعرض جوهر كسر المادة، في التدريس والبحث العلمي والإنتاج، وله دور لا غنى عنه في تحليل سبب كسر المادة، وتحليل سبب الحوادث ومعقولية العملية هو وسيلة قوية للتحديد.
③ المراقبة المباشرة للسطح الأصلي لعينة كبيرة. ويمكنه ملاحظة العينة التي يبلغ قطرها 100 ملم، أو ارتفاعها 50 ملم، أو الأحجام الأكبر بشكل مباشر، دون أي قيود على شكل العينة، ويمكن أيضًا ملاحظة الأسطح الخشنة، مما يزيل عناء تحضير العينات، و يمكن حقًا ملاحظة العينة نفسها كمكون مادي للبطانة المختلفة (صورة الإلكترون المنعكسة للخلف).
④مراقبة العينات السميكة. عند مراقبة العينات السميكة، من الممكن الحصول على دقة عالية ومظهر أكثر واقعية. دقة الفحص المجهري الإلكتروني الماسح تقع بين دقة الفحص المجهري الضوئي والمجهر الإلكتروني النافذ. ومع ذلك، عند مقارنة ملاحظة عينة سميكة، لأنه في المجهر الإلكتروني النافذ، من الضروري استخدام طريقة الفيلم المركب، وعادة ما تكون دقة الفيلم المركب 10 نانومتر فقط، والملاحظة ليست للعينة نفسها ولذلك، فمن الأفضل مراقبة العينة السميكة بالمجهر الإلكتروني الماسح للحصول على المعلومات الحقيقية لسطح العينة.
⑤ لاحظ تفاصيل كل منطقة من العينة. تحتوي العينة على نطاق متحرك كبير جدًا في غرفة العينة. عادة ما تكون مسافة عمل المجاهر الأخرى 2-3 سم فقط، لذا يُسمح للعينة بالتحرك في درجتين فقط من الفضاء. ومع ذلك، في المجهر الإلكتروني الماسح يختلف، لأن مسافة العمل كبيرة (يمكن أن تكون أكثر من 20 مم)، والعمق البؤري كبير (10 مرات أكبر من المجهر الإلكتروني النافذ)، ومساحة غرفة العينة أيضًا كبيرة، لذلك يمكن السماح للعينة بالحصول على ست درجات من حرية الحركة في ثلاث درجات من الفضاء (أي ثلاث درجات من ترجمة الفضاء، وثلاث درجات من دوران الفضاء)، ونطاق الحركة كبير، وهو مناسب للغاية ملاحظة عينات غير منتظمة الشكل لتفاصيل المناطق المختلفة.
(6) مراقبة العينات تحت مجال رؤية كبير وتكبير منخفض. مجال الرؤية لمراقبة العينات باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح كبير. في المجهر الإلكتروني الماسح، يتم تحديد مجال الرؤية F، الذي يسمح بالمراقبة المتزامنة للعينات، بالصيغة التالية: F=L/M [8].
حيث F - نطاق مجال الرؤية؛
م - تكبير الملاحظة؛
L - حجم شاشة الفلورسنت للأنبوب.
إذا تم استخدام المجهر الإلكتروني الماسح باستخدام أنبوب قطره 30 سم (12 بوصة)، وتكبيره 15 مرة، فإن مجال رؤيته يصل إلى 20 ملم. مجال رؤية كبير، ومراقبة التكبير المنخفض لشكل العينة أمر ضروري لبعض المجالات، مثل التحقيق الجنائي وعلم الآثار.
(7) الملاحظة المستمرة من التكبير العالي إلى التكبير المنخفض. نطاق التكبير واسع جدًا ولا داعي للتركيز بشكل متكرر. نطاق تكبير المجهر الإلكتروني الماسح واسع جدًا (من 5 إلى 200،000 مرة قابلة للتعديل بشكل مستمر)، ويمكن أن يكون التركيز الجيد من الأوقات المرتفعة إلى المنخفضة، من الأوقات المنخفضة إلى المرتفعة في المراقبة المستمرة، دون إعادة التركيز، وهو أمر مهم بشكل خاص مريحة لتحليل الحوادث.
⑧ مراقبة العينات البيولوجية. بسبب التشعيع الإلكتروني وحدوث تلف وتلوث العينة صغير جدًا. المقارنة مع الأوضاع الأخرى للمجهر الإلكتروني، لأن ملاحظة مسبار الإلكترون المستخدم في التيار صغيرة (عموما حوالي 10-10 ~ 10-12A) حجم بقعة شعاع مسبار الإلكترون صغير (عادة من 5 نانومتر إلى عشرات) نانومتر)، طاقة مسبار الإلكترون هي أيضًا صغيرة نسبيًا (يمكن أن يكون الجهد المتسارع صغيرًا مثل 2 كيلو فولت)، وليست نقطة ثابتة لتشعيع العينة، ولكنها طريقة مسح نقطي لتشعيع العينة، وبالتالي، بسبب لذلك، فإن درجة الضرر والتلوث للعينة بسبب التشعيع الإلكتروني صغيرة جدًا، وهو أمر مهم بشكل خاص لمراقبة بعض العينات البيولوجية.
