Сканирующая (растровая) электронная микроскопия

В СЭМ (РЭМ) сфокусированный пучок электронов отклоняют с помощью магнита и сканируют по поверхности образца, подобно пучку электронов, пробегающих строку за строкой на экране телевизионной трубки. При этом детектируются низкоэнергетические (< 100 эВ) вторичные электроны, возникающие в результате взаимодействия сканирующего пучка с поверхностью твердого тела.

Поскольку вторичные электроны характеризуются очень малой энергией, то они способны выходить из поверхностных участков с глубиной порядка 1–10 нм, что позволяет качественно характеризовать исследуемую поверхность образца с получением при этом объемных изображений.

На рис. 4 представлена общая функциональная схема сканирующего (растрового) электронного микроскопа.

Электронная пушка представляет собой катод, который, имея высокий отрицательный потенциал (до 30 кВ), называемый ускоряющим напряжением, эмитирует электроны. Катод в сканирующих электронных микроскопах, как правило, изготавливают из вольфрамовой нити (W) или монокристалла гексаборида лантана (LaB₆). Система формирования узкого и интенсивного пучка быстро летящих с катода электронов включает в себя управляющий электрод (цилиндр Венельта (Wehnelt-cylinder)) и анод и аналогична совокупности рассеивающей и собирающей линз в световой оптике. Далее пучок электронов проходит через традиционную линзовую систему электронной оптики и фокусируется в узкий электронный зонд. Отклоняющая система (система сканирования) развертывает зонд по заданной площади на объекте. При взаимодействии электронов зонда с объектом возникают несколько видов вторичных продуктов взаимодействия, сигналы от которых могут регистрироваться соответствующими детекторами.

Рис. 4 – Общая функциональная схема сканирующего электронного микроскопа

После преобразования и усиления эти сигналы визуализируются с помощью персонального компьютера. Развертка изображения в мониторе персонального компьютера производится синхронно с разверткой электронного зонда в сканирующем электронном микроскопе, и на экране монитора наблюдается увеличенное изображение объекта.

Подготовка образца.

Образец должен свободно помещаться в камеру, чтобы его можно было наклонять по отношению к пучку. Обычно в камеру легко помещаются довольно крупные образцы (диаметром до 10 см). Кроме этих требований, образцы должны быть стабильны в условиях вакуума и под действием электронного пучка. Они не должны иметь остатков органических веществ типа масла и жира, которые могут привести к появлению загрязняющей пленки на образце и осаждаться в электрооптической системе и спектрометре. С поверхности образца удаляют свободные частицы при помощи подходящего растворителя, высушивая его затем теплым воздухом.

Поиск по сайту: