כמה הבדלים בין מיקרוסקופים אלקטרונים סורקים למיקרוסקופים מטאלוגרפיים
בניסויים בניתוח חומרים, אנו משתמשים לעתים קרובות במיקרוסקופים אלקטרונים סורקים ובמיקרוסקופים מטאלוגרפיים. מה ההבדלים בשימוש בשני המכשירים הללו? Tianzong Testing (SKYALBS) סיכם כאן כמה מידע לעיון ומשתף אותו עם כולם.
מיקרוסקופ מתכתי הוא מיקרוסקופ המשתמש בתאורה תקרית כדי לצפות במשטח (מבנה מתכתי) של דגימת מתכת. הוא פותח על ידי שילוב מושלם של טכנולוגיית מיקרוסקופ אופטי, טכנולוגיית המרה פוטו-אלקטרית וטכנולוגיית עיבוד תמונה ממוחשבת. מוצר היי-טק שיכול לצפות בקלות בתמונות מטאלוגרפיות במחשב, ובכך לנתח, לדרג, להוציא ולהדפיס תמונות.
מיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת (SEM) היא שיטת תצפית מורפולוגית מיקרוסקופית בין מיקרוסקופיה אלקטרונית העברה למיקרוסקופיה אופטית. זה יכול להשתמש ישירות בתכונות החומר של חומרי משטח מדגם להדמיה מיקרוסקופית. הדמיית אותות אלקטרונים משנית משמשת בעיקר לצפייה במורפולוגיה של פני השטח של המדגם, כלומר, קרן אלקטרונים צרה במיוחד משמשת לסריקת המדגם, והשפעות שונות נוצרות באמצעות האינטראקציה בין אלומת האלקטרונים לדגימה, העיקרית. להיות פליטת האלקטרונים המשנית של המדגם. אלקטרונים משניים יכולים לייצר תמונה טופוגרפית מוגדלת של משטח המדגם. תמונה זו נקבעת ברצף זמן כאשר הדגימה נסרקת, כלומר, התמונה המוגדלת מתקבלת באמצעות הדמיה נקודתית.
ההבדלים העיקריים בין שני המיקרוסקופים הם כדלקמן:
1. מקורות אור שונים: מיקרוסקופים מטאלוגרפיים משתמשים באור הנראה כמקור האור, ומיקרוסקופים אלקטרונים סורקים משתמשים בקרני אלקטרונים כמקור האור להדמיה.
2. עקרונות שונים: מיקרוסקופים מטאלוגרפיים משתמשים בעקרונות הדמיה אופטית גיאומטרית לביצוע הדמיה, בעוד שמיקרוסקופים אלקטרונים סורקים משתמשים בקרני אלקטרונים בעלות אנרגיה גבוהה כדי להפציץ את פני הדגימה כדי לעורר אותות פיזיקליים שונים על פני הדגימה, ולאחר מכן להשתמש בגלאי אותות שונים כדי לקבל את אותות פיזיים ולהמיר אותם לתמונות. מֵידָע.
3. רזולוציות שונות: עקב הפרעות ודיפרקציה של האור, ניתן להגביל את הרזולוציה של מיקרוסקופ מטאלוגרפי ל-0 בלבד.2-0.5um. מכיוון שמיקרוסקופ האלקטרונים הסורק משתמש בקרני אלקטרונים כמקור האור, הרזולוציה שלו יכולה להגיע בין 1-3 ננומטר. לכן, תצפית הרקמה תחת המיקרוסקופ המטלוגרפי שייכת לניתוח ברמת המיקרון, בעוד שתצפית הרקמה תחת מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק שייכת לניתוח ברמת הננו.
4. עומק שדה שונה: בדרך כלל, עומק השדה של מיקרוסקופ מטאלוגרפי הוא בין 2-3um, ולכן יש לו דרישות גבוהות במיוחד לחלקות פני השטח של הדגימה, ולכן תהליך הכנת הדגימה שלו מסובך יחסית. למיקרוסקופ האלקטרונים הסורק יש עומק שדה גדול, שדה ראייה גדול ותמונה תלת מימדית, והוא יכול לצפות ישירות במבנים העדינים של המשטחים הלא אחידים של דגימות שונות.
באופן כללי, מיקרוסקופים אופטיים משמשים בעיקר לתצפית ומדידה של מבנים ברמת מיקרון על משטחים חלקים. מכיוון שאור נראה משמש כמקור האור, ניתן לצפות לא רק ברקמה פני השטח של הדגימה, אלא גם ניתן לצפות ברקמה בטווח מסוים מתחת לפני השטח, ומיקרוסקופים אופטיים רגישים ומדויקים מאוד לזיהוי צבע. מיקרוסקופים אלקטרונים משמשים בעיקר כדי לצפות במורפולוגיה של פני השטח של דגימות ננומטריות. מכיוון ש-SEM מסתמך על עוצמת האותות הפיזיים כדי להבחין במידע על רקמות, התמונות של SEM הן כולן שחור ולבן, ול-SEM אין כוח לזהות תמונות צבעוניות. עם זאת, מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק יכול לא רק לצפות במורפולוגיה הארגונית של משטח המדגם, אלא יכול לשמש גם לניתוח איכותי וכמותי של אלמנטים באמצעות ציוד עזר כגון מנתחי ספקטרום אנרגיה, וניתן להשתמש בו לניתוח מידע כגון הרכב כימי של אזורי מיקרו לדוגמה.
