Wat is het werkingsprincipe van een rasterelektronenmicroscoop?
Vanwege het feit dat transmissie-elektronenmicroscopie wordt gebruikt voor TE-beeldvorming, is het noodzakelijk ervoor te zorgen dat de dikte van het monster binnen het groottebereik ligt waar de elektronenbundel kan doordringen. Om dit te bereiken zijn verschillende omslachtige monstervoorbereidingsmethoden nodig om grote monsters te transformeren naar een niveau dat acceptabel is voor transmissie-elektronenmicroscopie.
Het doel dat wetenschappers nastreven is om de materiaaleigenschappen van monsteroppervlaktematerialen direct te gebruiken voor microscopische beeldvorming.
Door inspanningen is dit idee werkelijkheid geworden: Scanning-elektronenmicroscoop (SEM).
SEM - Elektronenoptisch instrument dat het oppervlak van het waargenomen monster scant met een zeer dunne elektronenbundel, een reeks elektronische informatie verzamelt die wordt gegenereerd door de interactie tussen de elektronenbundel en het monster, en beelden na conversie en versterking. Het is een nuttig hulpmiddel voor het bestuderen van driedimensionale oppervlaktestructuren.
Het werkingsprincipe is:
In de hoogvacuümlensbuis wordt de door het elektronenkanon gegenereerde elektronenbundel door de elektronenconvergentielens tot een fijne straal gefocusseerd en vervolgens het monsteroppervlak punt voor punt gescand en gebombardeerd om een reeks elektronische informatie te genereren (secundaire elektronen, terug reflectie-elektronen, transmissie-elektronen, absorptie-elektronen, enz.). De detector ontvangt verschillende elektronische signalen, versterkt deze door de elektronische versterker en voert ze vervolgens in de beeldbuis in die wordt bestuurd door het beeldbuisrooster.
Bij het scannen van het oppervlak van het monster met een gefocusseerde elektronenbundel, vanwege de verschillende fysische en chemische eigenschappen, oppervlaktepotentiaal, elementaire samenstelling en concave convexe morfologie van het oppervlak op verschillende delen van het monster, kan de elektronische informatie die door de elektronenbundel wordt geëxciteerd is anders, wat resulteert in de constante verandering van de elektronenbundelintensiteit van de beeldbuis. Tenslotte kan op het fluorescentiescherm van de beeldbuis een beeld worden verkregen dat overeenkomt met de oppervlaktestructuur van het monster. Afhankelijk van de verschillende elektronische signalen die door de detector worden ontvangen, kunnen respectievelijk het terugverstrooide elektronenbeeld, het secundaire elektronenbeeld en het absorptie-elektronenbeeld van het monster worden verkregen.
Zoals hierboven beschreven, heeft een rasterelektronenmicroscoop meestal de volgende modules: elektronenoptieksysteemmodule, hoogspanningsmodule, vacuümsysteemmodule, microsignaaldetectiemodule, besturingsmodule, microverplaatsingstafelbesturingsmodule, enz.
