การเปลี่ยนแปลงของกล้องจุลทรรศน์โลหะและอิเล็กตรอน
หลักการของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) หรือเรียกโดยย่อว่า SEM เป็นระบบที่ซับซ้อน มันควบแน่นเทคโนโลยีแสงอิเล็กตรอน เทคโนโลยีสูญญากาศ โครงสร้างทางกลที่ดี และเทคโนโลยีการควบคุมคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดจะรวบรวมอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากปืนอิเล็กตรอนเป็นลำแสงอิเล็กตรอนแบบละเอียดผ่านเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าแบบหลายขั้นตอนภายใต้การทำงานของไฟฟ้าแรงสูงที่เร่งความเร็ว สแกนพื้นผิวของตัวอย่างเพื่อกระตุ้นข้อมูลต่างๆ และวิเคราะห์พื้นผิวของตัวอย่างโดยการรับ ขยาย และแสดงข้อมูล ปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนที่ตกกระทบกับตัวอย่างทำให้เกิดประเภทของข้อมูลที่แสดงในรูปที่ 1 การกระจายความเข้มแบบสองมิติของข้อมูลเหล่านี้เปลี่ยนแปลงตามลักษณะของพื้นผิวตัวอย่าง (ลักษณะเหล่านี้รวมถึงสัณฐานวิทยาของพื้นผิว องค์ประกอบ การวางแนวของผลึก คุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ) และข้อมูลที่รวบรวมโดยเครื่องตรวจจับต่างๆ จะถูกแปลงตามลำดับและตามสัดส่วน สัญญาณวิดีโอจะถูกส่งไปยังหลอดภาพที่สแกนพร้อมกันและปรับความสว่างเพื่อให้ได้ภาพสแกนที่สะท้อนสภาพพื้นผิวของตัวอย่าง หากสัญญาณที่ได้รับจากเครื่องตรวจจับถูกแปลงเป็นดิจิทัลและแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัล คอมพิวเตอร์จะประมวลผลและจัดเก็บต่อไปได้ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดส่วนใหญ่ใช้เพื่อสังเกตตัวอย่างหนาที่มีความสูงต่างกันมากและความหยาบ ดังนั้น เอฟเฟ็กต์ระยะชัดลึกจึงถูกเน้นในการออกแบบ และโดยทั่วไปจะใช้ในการวิเคราะห์การแตกหักและพื้นผิวธรรมชาติที่ไม่ได้รับการประมวลผลเทียม
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและกล้องจุลทรรศน์โลหะ
1. แหล่งกำเนิดแสงที่แตกต่างกัน: กล้องจุลทรรศน์โลหะใช้แสงที่มองเห็นเป็นแหล่งกำเนิดแสง และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดใช้ลำแสงอิเล็กตรอนเป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับการถ่ายภาพ
2. หลักการแตกต่างกัน: กล้องจุลทรรศน์โลหะใช้หลักการของการถ่ายภาพด้วยแสงเชิงเรขาคณิตสำหรับการถ่ายภาพ และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดใช้ลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานสูงเพื่อโจมตีพื้นผิวตัวอย่างเพื่อกระตุ้นสัญญาณทางกายภาพต่างๆ บนพื้นผิวตัวอย่าง จากนั้นใช้ที่แตกต่างกัน ตัวตรวจจับสัญญาณเพื่อรับสัญญาณทางกายภาพและแปลงเป็นข้อมูลภาพ
3. ความละเอียดแตกต่างกัน: เนื่องจากการรบกวนและการเลี้ยวเบนของแสง ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์โลหะสามารถถูกจำกัดไว้ที่ 0.2-0.5um เท่านั้น เนื่องจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดใช้ลำแสงอิเล็กตรอนเป็นแหล่งกำเนิดแสง ความละเอียดของกล้องจึงสามารถเข้าถึงได้ระหว่าง 1-3nm ดังนั้นการสังเกตเนื้อเยื่อของกล้องจุลทรรศน์โลหะจึงเป็นของการวิเคราะห์ระดับไมครอน และการสังเกตเนื้อเยื่อของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดจึงเป็นของการวิเคราะห์ระดับนาโน
4. ระยะชัดลึกแตกต่างกัน: ระยะชัดลึกของกล้องจุลทรรศน์โลหะทั่วไปอยู่ระหว่าง 2-3um ดังนั้นจึงมีความต้องการสูงมากในด้านความเรียบของพื้นผิวของตัวอย่าง ดังนั้นขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างจึงค่อนข้าง ที่ซับซ้อน. กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดมีความชัดลึกขนาดใหญ่ ขอบเขตการมองเห็นที่กว้าง และการถ่ายภาพสามมิติ ซึ่งสามารถสังเกตโครงสร้างละเอียดของพื้นผิวที่ไม่เรียบของตัวอย่างต่างๆ ได้โดยตรง
