คุณสมบัติและการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

คุณสมบัติและการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

1. หลักการทำงานของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดใช้ลำแสงอิเล็กตรอนแบบโฟกัสเพื่อสแกนและถ่ายภาพพื้นผิวของตัวอย่างทีละจุด ตัวอย่างเป็นอนุภาคจำนวนมากหรือเป็นผง และสัญญาณภาพอาจเป็นอิเล็กตรอนทุติยภูมิ อิเล็กตรอนที่กระจายกลับ หรืออิเล็กตรอนที่ถูกดูดกลืน ในหมู่พวกเขา อิเล็กตรอนทุติยภูมิเป็นสัญญาณภาพที่สำคัญที่สุด อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากปืนอิเล็กตรอนที่มีพลังงาน 5-35keV ใช้จุดตัดขวางเป็นแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอน และสร้างลำแสงอิเล็กตรอนที่มีพลังงานจำนวนหนึ่ง ความเข้มกระแสของลำแสงจำนวนหนึ่ง และเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงผ่านการลดขนาด ของเลนส์คอนเดนเซอร์รองและเลนส์ใกล้วัตถุ ขับเคลื่อนด้วยคอยล์สแกน สแกนพื้นผิวของตัวอย่างตามลำดับเวลาและพื้นที่ที่กำหนด ลำแสงอิเล็กตรอนที่โฟกัสจะทำปฏิกิริยากับตัวอย่างเพื่อสร้างการปลดปล่อยอิเล็กตรอนทุติยภูมิ (และสัญญาณทางกายภาพอื่นๆ) และปริมาณการปลดปล่อยอิเล็กตรอนทุติยภูมิจะแปรผันตามภูมิประเทศพื้นผิวของตัวอย่าง เครื่องตรวจจับจะรวบรวมสัญญาณอิเล็กตรอนทุติยภูมิและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า หลังจากขยายวิดีโอแล้ว วิดีโอจะถูกป้อนเข้าสู่ตารางของไคน์สโคป และปรับความสว่างของไคน์สโคปที่สแกนพร้อมกันกับลำแสงอิเล็กตรอนที่ตกกระทบเพื่อให้ได้ภาพอิเล็กตรอนทุติยภูมิที่สะท้อนภูมิประเทศพื้นผิวของตัวอย่าง

ประการที่สอง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดมีลักษณะดังต่อไปนี้

(1) สามารถสังเกตตัวอย่างขนาดใหญ่ได้ (สามารถสังเกตเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าได้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์) และวิธีการเตรียมตัวอย่างง่าย

(2) ระยะชัดลึกมีขนาดใหญ่กว่ากล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงถึงสามร้อยเท่า ซึ่งเหมาะสำหรับการวิเคราะห์และสังเกตพื้นผิวขรุขระและการแตกหัก ภาพมีความสามมิติ สมจริง ง่ายต่อการระบุและอธิบาย

(3) ช่วงของการขยายมีขนาดใหญ่ โดยทั่วไป 15-200000 เท่า ซึ่งสะดวกสำหรับการสำรวจทั่วไปที่กำลังขยายต่ำ และการสังเกตและการวิเคราะห์ที่กำลังขยายสูงสำหรับวัสดุต่างชนิดที่มีหลายเฟสและหลายองค์ประกอบ

(4) มีความละเอียดพอสมควร โดยทั่วไป 2-6ซม

(5) คุณภาพของภาพสามารถควบคุมและปรับปรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ความอดทนของคอนทราสต์ของภาพสามารถปรับปรุงได้โดยการมอดูเลต เพื่อให้ความสว่างและความมืดของแต่ละส่วนของภาพอยู่ในระดับปานกลาง การใช้อุปกรณ์ขยายภาพสองเท่าหรือตัวเลือกภาพ ทำให้สามารถสังเกตภาพที่มีกำลังขยายต่างกันหรือภาพที่มีรูปแบบต่างกันบนหน้าจอเรืองแสงได้ในเวลาเดียวกัน

(6) สามารถวิเคราะห์ฟังก์ชันต่างๆ ได้ เมื่อเชื่อมต่อกับเอ็กซเรย์สเปกโตรมิเตอร์ จะสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบระดับจุลภาคได้ในขณะที่สังเกตสัณฐานวิทยา เมื่อติดตั้งอุปกรณ์เสริม เช่น กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและโมโนโครมาเตอร์ จะสามารถสังเกตภาพแคโทโดฟลูออเรสเซนซ์และทำการวิเคราะห์สเปกตรัมแคโทโดฟลูออเรสเซนซ์ได้

(7) การทดสอบไดนามิกสามารถทำได้โดยใช้ขั้นตอนตัวอย่าง เช่น การให้ความร้อน การทำให้เย็น และการยืด เพื่อสังเกตการเปลี่ยนเฟสและการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

สาม. การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในการวิเคราะห์ข้อบกพร่องของวัสดุ การวิเคราะห์กระบวนการทางโลหะวิทยา การวิเคราะห์กระบวนการทางความร้อน โลหะวิทยา การวิเคราะห์ความล้มเหลว ฯลฯ ตัวอย่างเช่น องค์กรทางทหารมีข้อกำหนดต่อไปนี้สำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดในเอกสารการประมูล: "ชุดอุปกรณ์นี้ ใช้ในการวิเคราะห์และวัดองค์ประกอบทางเคมีของพื้นที่ระดับจุลภาคของวัสดุ ข้อบกพร่องทางโลหะวิทยา และโครงสร้างภายในของวัสดุผลิตภัณฑ์ และยังใช้สำหรับการเปลี่ยนแปลงกระบวนการ วิเคราะห์และวัดโครงสร้างภายในและพื้นผิวของวัสดุ การเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยา และ ข้อบกพร่อง ฯลฯ ในเวลาเดียวกัน กระบวนการสามารถได้รับคำแนะนำตามผลลัพธ์