Discussion sur la technologie sem du microscope électronique à balayage
Éléments de test SEM
1. Analyse de la morphologie de la surface du matériau, observation de la morphologie des micro-zones
2. Analyser la forme, la taille, la surface, la section et la distribution granulométrique de divers matériaux
3. Observation de la morphologie de surface, analyse de la rugosité et de l'épaisseur du film de divers échantillons de film mince
La préparation d'échantillons SEM est plus simple que la préparation d'échantillons TEM et ne nécessite pas d'enrobage et de sectionnement.
Demande d'échantillon:
L'échantillon doit être solide; répondre aux exigences de composition non toxique, non radioactive, non polluante, non magnétique, anhydre et stable.
Principes de préparation :
L'échantillon dont la surface est polluée doit être correctement nettoyé sans détruire la structure de surface de l'échantillon, puis séché ;
Les fractures ou sections nouvellement cassées n'ont généralement pas besoin d'être traitées, afin de ne pas endommager l'état structurel de la fracture ou de la surface;
La surface ou la fracture de l'échantillon à éroder doit être nettoyée et séchée;
Les échantillons magnétiques sont pré-démagnétisés ;
La taille de l'échantillon doit être adaptée à la taille du porte-échantillon dédié à l'instrument.
Méthodes courantes :
échantillon en vrac
Bloquer le matériau conducteur : aucune préparation d'échantillon n'est requise et l'échantillon est collé au porte-échantillon avec de la colle conductrice pour une observation directe.
Matériaux en vrac non conducteurs (ou peu conducteurs) : utilisez d'abord la méthode de revêtement pour traiter l'échantillon afin d'éviter l'accumulation de charge et d'affecter la qualité de l'image.
échantillon de poudre
Méthode de dispersion directe :
L'adhésif double face est collé sur la feuille de cuivre, les particules de l'échantillon à tester sont directement dispersées dessus à l'aide de boules de coton, et l'échantillon est doucement soufflé avec la boule de nettoyage des oreilles pour enlever l'attache et pas fermement particules fixes.
Retournez le morceau de verre chargé de particules, alignez-le avec le stade de l'échantillon préparé et tapotez doucement avec une petite pince à épiler ou des tiges de verre pour que les fines particules tombent uniformément sur le stade de l'échantillon.
Méthode de dispersion par ultrasons : mettez une petite quantité de particules dans un bécher, ajoutez une quantité appropriée d'éthanol et vibrez par ultrasons pendant 5 minutes, puis ajoutez-la à la feuille de cuivre avec un compte-gouttes et laissez-la sécher naturellement.
Méthode de revêtement
Revêtement sous vide
La méthode de revêtement par évaporation sous vide (appelée évaporation sous vide) consiste à chauffer la matière première à former dans le récipient d'évaporation dans une chambre à vide, de sorte que les atomes ou molécules soient vaporisés et s'échappent de la surface, formant un flux de vapeur, qui est incidente sur le solide (appelé le substrat). ou substrat) surface, la méthode de condensation formant un film solide.
revêtement par pulvérisation ionique
principe:
Le revêtement par pulvérisation ionique est une décharge luminescente dans une chambre de pulvérisation partiellement sous vide pour générer des ions de gaz positifs ; sous l'accélération de la tension entre la cathode (cible) et l'anode (échantillon), les ions chargés positivement bombardent la surface de la cathode, le matériau de surface de la cathode est atomisé ; les atomes neutres formés sont pulvérisés dans toutes les directions et tombent à la surface de l'échantillon, formant ainsi un film uniforme sur la surface de l'échantillon.
Caractéristiques:
Pour tout matériau à plaquer, tant qu'il peut être transformé en cible, une pulvérisation cathodique peut être réalisée (adapté à la préparation de matériaux difficiles à évaporer, et il n'est pas facile d'obtenir des matériaux en couches minces correspondant à des composés de haute pureté );
Le film obtenu par pulvérisation cathodique est bien collé au substrat ;
La consommation de métaux précieux est moindre, seulement quelques milligrammes à chaque fois ;
Le processus de pulvérisation a une bonne répétabilité, l'épaisseur du film peut être contrôlée et, en même temps, un film d'épaisseur uniforme peut être obtenu sur un substrat de grande surface.
Méthode de pulvérisation: pulvérisation c.c., pulvérisation radiofréquence, pulvérisation magnétron, pulvérisation réactive.
1. Pulvérisation CC
Il est rarement utilisé car le taux de dépôt est trop faible ~0.1μm/min, le substrat chauffe, la cible doit être conductrice, haute tension continue et haute pression d'air.
Avantages : appareil simple, facile à contrôler, bonne répétitivité du coffrage.
Inconvénients : pression de travail élevée (10-2Torr), la pompe à vide poussé ne fonctionne pas ;
Faible taux de dépôt, élévation élevée de la température du substrat, seules les cibles métalliques peuvent être utilisées (les cibles isolantes provoquent l'accumulation d'ions positifs)
2. Pulvérisation RF
Fréquence RF : 13,56 MHz
Caractéristiques:
Les électrons font un mouvement oscillant, ce qui prolonge le chemin et n'a plus besoin de haute tension.
Les couches minces diélectriques isolantes peuvent être préparées par pulvérisation radiofréquence
L'effet de polarisation négative de la pulvérisation RF la rend similaire à la pulvérisation CC.
3. Pulvérisation magnétron
Principe : utilisez le champ magnétique pour modifier la direction du mouvement des électrons, limiter et prolonger la trajectoire des électrons, améliorer la probabilité d'ionisation des électrons dans le gaz de travail et utiliser efficacement l'énergie des électrons. Par conséquent, la pulvérisation cathodique provoquée par le bombardement d'ions positifs sur la cible est plus efficace, et la pulvérisation peut être effectuée dans des conditions de pression d'air inférieures. sur des substrats qui ne peuvent être déposés qu'à temps.
