יישומים של מיקרוסקופיה סורקת אלקטרונים
מיקרוסקופ אלקטרוני סורק הוא מכשיר רב תכליתי בעל תכונות מעולות רבות, והוא המכשיר הנפוץ ביותר. זה יכול לבצע את הניתוח הבסיסי הבא:
ה
(1) תצפית וניתוח של צורה תלת מימדית;
ה
(2) תוך התבוננות במורפולוגיה, מתבצע ניתוח ההרכב של המיקרו-אזור.
ה
① התבונן בננו-חומרים. מה שנקרא ננו-חומרים מתייחסים לחומרים המוצקים המתקבלים על ידי לחיצה על החלקיקים או הגבישים המרכיבים את החומרים בטווח של 0.1 עד 100 ננומטר ושמירה על פני השטח נקיים. לננו-חומרים יש תכונות פיסיקליות וכימיות ייחודיות רבות השונות ממצבים גבישיים ואמורפיים. לננו-חומרים יש סיכויי פיתוח רחבים והם יהפכו לכיוון המפתח של מחקר חומרים עתידי. תכונה חשובה של מיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת היא הרזולוציה הגבוהה שלה, אשר נעשה בה שימוש נרחב לצפייה בננו-חומרים.
ה
② נתח את שבר החומר. תכונה חשובה נוספת של מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק היא שעומק השדה גדול והתמונה מלאה בתלת מימד. עומק המיקוד של מיקרוסקופ אלקטרונים סורק גדול פי 10 מזה של מיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת ומאות מונים מזה של מיקרוסקופ אופטי. בשל עומק השדה הגדול של התמונה, לתמונה האלקטרונית הסרוקה המתקבלת יש צורה תלת מימדית ויכולה לספק הרבה יותר מידע מאשר מיקרוסקופים אחרים. תכונה זו היא בעלת ערך רב למשתמשים. מורפולוגיה של השבר המוצגת על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים סורק מציגה את המהות של שבר חומר מנקודת מבט של רמה עמוקה ועומק שדה גבוה. הוא ממלא תפקיד שאין לו תחליף בהוראה, מחקר מדעי ובייצור. היבטים כמו קביעת הרציונליות הם כלי רב עוצמה.
ה
③ צפה ישירות במשטח המקורי של המדגם הגדול. הוא יכול לצפות ישירות בדגימות בקוטר של 100 מ"מ, גובה של 50 מ"מ או בגדלים גדולים יותר, ללא הגבלות על צורת הדגימה, וניתן לצפות גם במשטחים מחוספסים, מה שחוסך את הטרחה של הכנת דגימות ויכול באמת התבוננו בדגימות הניגוד של מרכיבי החומר השונים של הדגימה עצמה (תמונת אלקטרונים השתקפות אחורית).
ה
④ שים לב לדוגמא העבה. כאשר מתבוננים בדגימות עבות, הוא יכול לקבל רזולוציה גבוהה והצורה המציאותית ביותר. הרזולוציה של מיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת היא בין זו של מיקרוסקופ אור למיקרוסקופ אלקטרוני שידור. עם זאת, כאשר משווים את התצפית של דגימות עבות, מכיוון ששיטת הלמינציה עדיין משמשת במיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה, והרזולוציה של הלמינציה יכולה להגיע רק ל-10 ננומטר, והתצפית היא לא הדגימה עצמה, לכן, השתמש במיקרוסקופ אלקטרוני סורק מועיל יותר לצפייה בדגימות עבות, ויכול להשיג מידע אמיתי יותר על פני הדגימה.
ה
⑤ שים לב לפרטים של כל אזור במדגם. טווח התנועה של המדגם בתא המדגם גדול מאוד. מרחק העבודה של מיקרוסקופים אחרים הוא בדרך כלל רק 2 עד 3 ס"מ, כך שלמעשה, רק הדגימה רשאית לנוע במרחב דו מימדי. אבל זה שונה במיקרוסקופ האלקטרונים הסורק, בגלל מרחק העבודה הגדול (יכול להיות גדול מ-20 מ"מ), עומק המיקוד הגדול (פי 10 ממיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה), והחלל הגדול של תא הדגימה, לכן, ניתן למקם את המדגם במרחב התלת מימדי. יש 6 דרגות חופש בתנועה (כלומר, תרגום מרחב תלת מימדי, סיבוב מרחב תלת מימדי), וטווח ההזזה גדול, מה שמביא נוחות רבה להתבוננות בפרטים של כל אזור בדגימת הצורה הלא סדירה.
ה
⑥ צפה בדגימה תחת שדה ראייה גדול והגדלה נמוכה. שדה הראייה של הדגימה שנצפה על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים סורק גדול. במיקרוסקופ אלקטרוני סורק, שדה הראייה F שיכול לצפות בדגימה בו-זמנית נקבע על ידי הנוסחה הבאה: F=L/M
ה
בנוסחה, F——טווח שדה הראייה;
ה
M - ההגדלה בעת התבוננות;
L——גודל המסך של צינור התמונה.
אם מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק מאמץ צינור תמונה בגודל 30 ס"מ (12 אינץ'), כאשר ההגדלה היא פי 15, שדה הראייה שלו יכול להגיע ל-20 מ"מ. שדה ראייה גדול והגדלה נמוכה כדי לצפות בטופוגרפיה של דגימות נחוצים עבור תחומים מסוימים, כגון חקירה פלילית וארכיאולוגיה.
⑦ בצע תצפית רציפה מהגדלה גבוהה להגדלה נמוכה. טווח ההגדלה המשתנה רחב מאוד, ואין צורך להתמקד בתדירות גבוהה. טווח ההגדלה של מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק רחב מאוד (מ-50,000 ל-200,000 פעמים מתכוונן ברציפות), ולאחר מיקוד פעם אחת, ניתן לצפות בו ברציפות מהגדלה גבוהה להגדלה נמוכה, ומהגדלה נמוכה להגדלה גבוהה ללא מיקוד מחדש. הניתוח נוח במיוחד.
⑧ תצפית על דגימות ביולוגיות. מידת הנזק והזיהום של הדגימה עקב הקרנת אלקטרונים קטנה מאוד. בהשוואה למיקרוסקופים אלקטרונים אחרים, מכיוון שהזרם של בדיקת האלקטרונים המשמשת לתצפית הוא קטן (בדרך כלל בערך 10 -10 ~ 10 -12A), גודל נקודת הקרן של בדיקת האלקטרון קטן (בדרך כלל 5 ננומטר ל- עשרות ננומטרים), והאלקטרון גם האנרגיה של הגשושית קטנה יחסית (מתח התאוצה יכול להיות קטן עד 2 קילו וולט), והדגימה אינה מוקרנת בנקודה קבועה, אלא מוקרנת באופן סריקת רסטר, ולכן הנזק והזיהום של המדגם מתרחשים עקב הקרנת אלקטרונים. קטן מאוד, וזה חשוב במיוחד לצפייה בדגימות ביולוגיות מסוימות.
⑨ ביצוע תצפית דינמית. במיקרוסקופ אלקטרוני סורק, מידע ההדמיה הוא בעיקר מידע אלקטרוני. על פי הרמה הטכנית של תעשיית האלקטרוניקה המודרנית, אפילו מידע אלקטרוני המשתנה במהירות גבוהה יכול להתקבל, לעבד ולאחסן בזמן ללא קושי, כך שניתן לבצע כמה תצפיות תהליכיות דינמיות. אם בתא המדגם מותקנים אביזרים כגון חימום, קירור, כיפוף, מתיחה וחריטת יונים, ניתן לצפות בתהליך השינוי הדינמי כגון מעבר פאזה ושבר דרך מכשיר הטלוויזיה. 10 השג מידע שונה מטופוגרפיית פני השטח של המדגם. במיקרוסקופ האלקטרונים הסורק, לא רק יכול להשתמש באלקטרונים המתרחשים כדי ליצור אינטראקציה עם הדגימה כדי ליצור מידע שונה להדמיה, אלא גם יכול להשיג מגוון שיטות תצוגה מיוחדות לתמונות באמצעות שיטות עיבוד אותות, וכן יכול לקבל מידע מפני השטח. מורפולוגיה של המדגם. להשיג מידע מגוון. מכיוון שתמונת האלקטרון הסורק אינה מתועדת בו-זמנית, היא מפורקת לכמעט מיליון חתיכות ונרשמת ברצף, כך שמיקרוסקופ האלקטרונים הסורק יכול לא רק לצפות במורפולוגיה של פני השטח, אלא גם לנתח את ההרכב והאלמנטים, ובאמצעות דפוס תעלות אלקטרונים. לניתוח קריסטלוגרפי, גודל השטח הנבחר יכול להיות מ-10 מיקרומטר עד 2 מיקרומטר.
בשל המאפיינים והתפקודים שהוזכרו לעיל של מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק, הוא קיבל יותר ויותר תשומת לב על ידי חוקרים מדעיים והפך לשימוש נרחב יותר ויותר. מיקרוסקופים סורקים אלקטרונים היו בשימוש נרחב במדעי החומרים (חומרים מתכתיים, חומרים לא מתכתיים, ננו-חומרים), מטלורגיה, ביולוגיה, רפואה, חומרים ומכשירים מוליכים למחצה, חקר גיאולוגי, הדברה, זיהוי אסונות (שריפות, ניתוח כשלים), סיור פלילי , זיהוי אבני חן, זיהוי איכות המוצר ובקרת תהליכי ייצור בייצור תעשייתי וכו'.
