مبادئ وتطبيقات المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)
خصائص المجهر الإلكتروني الماسح
بالمقارنة مع المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني النافذ، يتميز المجهر الإلكتروني الماسح بالخصائص التالية:
(ط) أنها قادرة على مراقبة هيكل سطح العينة مباشرة، ويمكن أن يصل حجم العينة إلى 120 مم × 80 مم × 50 مم.
(2) عملية تحضير العينة بسيطة، دون الحاجة إلى تقطيعها إلى شرائح رفيعة.
(ثالثًا) يمكن ترجمة العينة وتدويرها بثلاث درجات من المساحة في حجرة العينة، بحيث يمكن ملاحظة العينة من زوايا مختلفة.
(4) عمق المجال كبير، والصورة غنية بالمعنى ثلاثي الأبعاد. عمق مجال SEM أكبر بمئات المرات من المجهر الضوئي وأكبر بعشرات المرات من المجهر الإلكتروني النافذ.
(E) نطاق تكبير الصورة واسع، والدقة عالية نسبيًا أيضًا. يمكن تكبيره من اثنتي عشرة مرة إلى مئات الآلاف من المرات، ويشمل ذلك بشكل أساسي من العدسة المكبرة والمجهر الضوئي حتى نطاق تكبير المجهر الإلكتروني النافذ. الدقة بين المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني النافذ، تصل إلى 3 نانومتر.
(6) يكون الضرر والتلوث الذي تتعرض له العينة بواسطة شعاع الإلكترون صغيرًا.
(السابع) أثناء مراقبة التشكل، يمكن استخدام الإشارات الأخرى المنبعثة من العينة للتحليل التركيبي الإقليمي الصغير.
هيكل ومبدأ عمل المجهر الإلكتروني الماسح
(أ) الهيكل 1. البرميل
يشتمل البرميل على مسدس الإلكترون ومرآة مكثفة وعدسة موضوعية ونظام مسح. ويتمثل دورها في إنتاج شعاع إلكتروني دقيق جدًا (يبلغ قطره حوالي بضعة نانومتر)، وإجراء مسح لشعاع الإلكترون في سطح العينة، أثناء إثارة مجموعة متنوعة من الإشارات.
نظام جمع ومعالجة الإشارات الإلكترونية
في حجرة العينة، يتفاعل شعاع الإلكترون الماسح مع العينة لإنتاج مجموعة متنوعة من الإشارات، بما في ذلك الإلكترونات الثانوية، والإلكترونات المتناثرة، والأشعة السينية، والإلكترونات الممتصة، وإلكترونات أوجيه، وما إلى ذلك. في الإشارات المذكورة أعلاه، أهمها الإلكترونات الثانوية، وهي الإلكترونات الخارجية في ذرات العينة المثارة بالإلكترونات الساقطة، المتولدة في منطقة بضعة نانومتر إلى عشرات نانومتر تحت سطح العينة، وتوليدها يعتمد المعدل بشكل أساسي على شكل العينة وتكوينها. يُشار عادةً إلى صورة المجهر الإلكتروني الماسح باسم صورة الإلكترون الثانوية، وهي الإشارة الإلكترونية الأكثر فائدة لدراسة الشكل السطحي للعينة. الكشف عن كاشف الإلكترونات الثانوية (الشكل 15 (2) للمسبار هو وميض، عندما تضرب الإلكترونات وميضًا، 1 حيث يتم توليد الضوء، ينتقل هذا الضوء إلى أنبوب المضاعف الضوئي بواسطة أنبوب الضوء، والإشارة الضوئية التي يتم تحويلها إلى إشارة حالية، ثم عن طريق المضخم الأولي وتضخيم الفيديو، يتم تحويل الإشارة الحالية إلى إشارة جهد، ويتم إرسالها أخيرًا إلى بوابة أنبوب الصورة.
