อภิปรายเกี่ยวกับเทคโนโลยี sem กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด
รายการทดสอบ SEM
1. การวิเคราะห์สัณฐานวิทยาของพื้นผิววัสดุ การสังเกตสัณฐานวิทยาของพื้นที่ระดับจุลภาค
2.วิเคราะห์รูปร่าง ขนาด พื้นผิว หน้าตัด และการกระจายขนาดอนุภาคของวัสดุต่างๆ
3. การสังเกตสัณฐานวิทยาของพื้นผิว การวิเคราะห์ความหยาบของฟิล์ม และความหนาของฟิล์มของตัวอย่างฟิล์มบางต่างๆ
การเตรียมตัวอย่าง SEM ง่ายกว่าการเตรียมตัวอย่าง TEM และไม่ต้องฝังและแบ่งส่วน
คำขอตัวอย่าง:
ตัวอย่างต้องเป็นของแข็ง เป็นไปตามข้อกำหนดขององค์ประกอบที่ไม่เป็นพิษ ไม่มีกัมมันตภาพรังสี ไม่ก่อมลพิษ ไม่เป็นแม่เหล็ก ปราศจากน้ำ และมีความเสถียร
หลักการเตรียมตัว:
ควรทำความสะอาดตัวอย่างที่มีพื้นผิวปนเปื้อนอย่างเหมาะสมโดยไม่ทำลายโครงสร้างพื้นผิวของตัวอย่าง จากนั้นทำให้แห้ง
โดยทั่วไปแล้วการแตกหักหรือส่วนที่หักใหม่ไม่จำเป็นต้องได้รับการปฏิบัติเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายต่อสถานะโครงสร้างของการแตกหักหรือพื้นผิว
พื้นผิวหรือรอยแตกของตัวอย่างที่จะกัดเซาะควรทำความสะอาดและทำให้แห้ง
ตัวอย่างแม่เหล็กจะถูกล้างอำนาจแม่เหล็กล่วงหน้า
ขนาดของตัวอย่างควรเหมาะสมกับขนาดของตัวยึดตัวอย่างสำหรับเครื่องมือโดยเฉพาะ
วิธีการทั่วไป:
ตัวอย่างจำนวนมาก
ปิดกั้นวัสดุที่นำไฟฟ้าได้: ไม่จำเป็นต้องเตรียมตัวอย่าง และตัวอย่างจะถูกยึดติดกับตัวยึดตัวอย่างด้วยกาวนำไฟฟ้าเพื่อการสังเกตโดยตรง
วัสดุจำนวนมากที่ไม่นำไฟฟ้า (หรือนำไฟฟ้าได้ไม่ดี): ขั้นแรกให้ใช้วิธีการเคลือบเพื่อรักษาตัวอย่างเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมประจุและส่งผลต่อคุณภาพของภาพ
ตัวอย่างผง
วิธีการกระจายโดยตรง:
กาวสองหน้าติดอยู่บนแผ่นทองแดง อนุภาคของตัวอย่างที่จะทดสอบจะกระจายอยู่บนนั้นโดยตรงโดยใช้สำลีก้อน และตัวอย่างจะถูกเป่าเบา ๆ ด้วยลูกบอลทำความสะอาดหูเพื่อเอาสิ่งที่แนบมาและไม่แน่นออก อนุภาคคงที่
พลิกชิ้นแก้วที่มีอนุภาคอยู่ จัดให้อยู่ในแนวเดียวกับระยะตัวอย่างที่เตรียมไว้ และเคาะเบา ๆ ด้วยแหนบหรือแท่งแก้วเพื่อให้อนุภาคละเอียดตกลงบนขั้นตัวอย่างอย่างสม่ำเสมอ
วิธีการกระจายคลื่นอัลตราโซนิก: ใส่อนุภาคจำนวนเล็กน้อยในบีกเกอร์ เติมเอทานอลในปริมาณที่เหมาะสม และสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกเป็นเวลา 5 นาที จากนั้นเพิ่มลงในแผ่นทองแดงด้วยหยด แล้วปล่อยให้แห้งตามธรรมชาติ
วิธีการเคลือบ
เคลือบสูญญากาศ
วิธีการเคลือบด้วยการระเหยด้วยสุญญากาศ (เรียกว่าการระเหยด้วยสุญญากาศ) คือการให้ความร้อนแก่วัตถุดิบที่จะขึ้นรูปในภาชนะระเหยในห้องสุญญากาศ เพื่อให้อะตอมหรือโมเลกุลกลายเป็นไอและหลุดออกจากพื้นผิว เกิดเป็นการไหลของไอซึ่ง ตกกระทบกับของแข็ง (เรียกว่า ซับสเตรต) หรือสารตั้งต้น) พื้นผิว วิธีการควบแน่นเป็นฟิล์มแข็ง.
การเคลือบด้วยไอออนสปัตเตอร์
หลักการ:
การเคลือบด้วยไอออนสปัตเตอริงเป็นการปลดปล่อยสารเรืองแสงในห้องสปัตเตอริงที่มีสุญญากาศบางส่วนเพื่อสร้างไอออนของก๊าซบวก ภายใต้การเร่งความเร็วของแรงดันไฟฟ้าระหว่างแคโทด (เป้าหมาย) และแอโนด (ตัวอย่าง) ไอออนที่มีประจุบวกจะถล่มพื้นผิวของแคโทด วัสดุพื้นผิวแคโทดจะถูกทำให้เป็นอะตอม อะตอมที่เป็นกลางที่ก่อตัวขึ้นจะถูกพ่นออกมาจากทุกทิศทุกทางและตกลงสู่พื้นผิวของตัวอย่าง จึงก่อตัวเป็นฟิล์มที่สม่ำเสมอบนพื้นผิวของตัวอย่าง
คุณสมบัติ:
สำหรับวัสดุใดๆ ที่จะชุบ ตราบใดที่มันสามารถทำให้เป็นชิ้นงานได้ การสปัตเตอร์สามารถทำได้ (เหมาะสำหรับการเตรียมวัสดุที่ระเหยยาก และไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะได้วัสดุฟิล์มบางที่สอดคล้องกับสารประกอบที่มีความบริสุทธิ์สูง );
ฟิล์มที่ได้จากการสปัตเตอร์จะยึดเกาะกับพื้นผิวได้ดี
การบริโภคโลหะมีค่าน้อยลงเพียงไม่กี่มิลลิกรัมต่อครั้ง
กระบวนการสปัตเตอริงมีความสามารถในการทำซ้ำได้ดี สามารถควบคุมความหนาของฟิล์มได้ และในขณะเดียวกันก็สามารถได้ฟิล์มที่มีความหนาสม่ำเสมอบนพื้นผิวที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่
วิธีการสปัตเตอร์: การสปัตเตอร์ DC, การสปัตเตอร์ด้วยคลื่นความถี่วิทยุ, การสปัตเตอร์แบบแมกนีตรอน, การสปัตเตอร์แบบรีแอคทีฟ
1. DC สปัตเตอร์
ไม่ค่อยได้ใช้เนื่องจากอัตราการสะสมต่ำเกินไป ~0.1μm/นาที วัสดุพิมพ์ร้อนขึ้น ชิ้นงานต้องเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า แรงดัน DC สูง และความกดอากาศสูง
ข้อดี: อุปกรณ์ง่าย ควบคุมง่าย ทำซ้ำแบบหล่อได้ดี
ข้อเสีย: แรงดันใช้งานสูง (10-2ทอร์) ปั๊มสุญญากาศสูงไม่ทำงาน
อัตราการสะสมตัวต่ำ อุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้น สามารถใช้เฉพาะชิ้นงานโลหะเท่านั้น (ชิ้นงานที่เป็นฉนวนทำให้เกิดไอออนบวกสะสม)
2. RF สปัตเตอร์
ความถี่คลื่นวิทยุ: 13.56MHz
คุณสมบัติ:
อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่แบบสั่น ซึ่งทำให้เส้นทางยาวขึ้นและไม่ต้องการไฟฟ้าแรงสูงอีกต่อไป
ฟิล์มบางที่เป็นฉนวนไฟฟ้าสามารถเตรียมได้โดยการสปัตเตอร์ด้วยคลื่นความถี่วิทยุ
ผลกระทบด้านลบของการสปัตเตอร์ RF ทำให้คล้ายกับการสปัตเตอร์ DC
3. แมกนีตรอนสปัตเตอร์
หลักการ: ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ยับยั้งและขยายเส้นทางโคจรของอิเล็กตรอน ปรับปรุงความน่าจะเป็นไอออไนเซชันของอิเล็กตรอนไปยังแก๊สทำงาน และใช้พลังงานของอิเล็กตรอนอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นการสปัตเตอร์เป้าหมายที่เกิดจากการทิ้งไอออนบวกบนเป้าหมายจึงมีประสิทธิภาพมากกว่า และการสปัตเตอร์สามารถทำได้ภายใต้สภาวะความกดอากาศต่ำ บนพื้นผิวที่สามารถเคลือบได้ทันเวลาเท่านั้น
