Principes et applications de la microscopie électronique à balayage
Caractéristiques du SEM
Comparé au microscope optique et au microscope électronique à transmission, le microscope électronique à balayage présente les caractéristiques suivantes :
(1) La structure de surface de l'échantillon peut être directement observée et la taille de l'échantillon peut atteindre 120 mm × 80 mm × 50 mm.
(2) Le processus de préparation des échantillons est simple et n'a pas besoin d'être coupé en fines tranches.
(3) L'échantillon peut être translaté et tourné dans un espace tridimensionnel dans la chambre d'échantillon, de sorte que l'échantillon peut être observé sous différents angles.
(4) La profondeur de champ est grande et l'image est pleine de tridimensionnalité. La profondeur de champ du microscope électronique à balayage est des centaines de fois supérieure à celle du microscope optique et des dizaines de fois supérieure à celle du microscope électronique à transmission.
(5) La plage de grossissement de l'image est large et la résolution est relativement élevée. Il peut être grossi dix fois à des centaines de milliers de fois, et il comprend essentiellement la plage de grossissement allant de la loupe, du microscope optique au microscope électronique à transmission. La résolution se situe entre le microscope optique et le microscope électronique à transmission, jusqu'à 3 nm.
(6) Les dommages et la contamination de l'échantillon par le faisceau d'électrons sont relativement faibles.
(7) Tout en observant la morphologie, d'autres signaux de l'échantillon peuvent également être utilisés pour l'analyse des micro-composants.
La structure et le principe de fonctionnement du microscope électronique à balayage
1. barillet d'objectif
Le barillet d'objectif comprend un canon à électrons, une lentille de condenseur, une lentille d'objectif et un système de balayage. Sa fonction est de générer un faisceau d'électrons très fin (de l'ordre de quelques nm de diamètre), et de faire balayer par le faisceau d'électrons la surface de l'échantillon, et de stimuler simultanément différents signaux.
2. Système de collecte et de traitement des signaux électroniques
Dans la chambre d'échantillonnage, le faisceau d'électrons à balayage interagit avec l'échantillon pour générer divers signaux, notamment des électrons secondaires, des électrons rétrodiffusés, des rayons X, des électrons absorbés, des électrons Auger, etc. Parmi les signaux ci-dessus, les plus importants sont les électrons secondaires. , qui sont les électrons externes dans les atomes de l'échantillon excités par les électrons incidents, qui sont générés dans la zone de plusieurs nm à des dizaines de nm sous la surface de l'échantillon, et le taux de génération dépend principalement de la morphologie et de la composition des échantillons. L'image dite d'électrons à balayage fait généralement référence à l'image électronique secondaire, qui est le signal électronique le plus utile pour étudier la morphologie de surface de l'échantillon. Le détecteur pour détecter les électrons secondaires (la sonde de la figure 15(2) est un scintillateur, lorsque les électrons frappent le scintillateur, 1 y générera de la lumière, cette lumière est transmise au tube photomultiplicateur par le guide de lumière, et le signal lumineux C'est-à-dire qu'il est converti en un signal de courant, puis par préamplification et amplification vidéo, le signal de courant est converti en un signal de tension, et finalement envoyé à la grille du tube image.
