Kính hiển vi điện tử

Hãy tưởng tượng mẫu phóng to có thể cung cấp cho chúng ta nhiều thông tin về đối tượng đang tìm hiểu. Để có được độ phân giải và độ phóng đại cao, bạn cần một chân không cao cho kính hiển vi của mình. Điều đặc biệt quan trọng là tránh rung động của hệ thống chân không.

Ứng dụng cho kính hiển vi điện tử

  • SEM (Kính hiển vi quét điện tử)
  • Tem (Kính hiển vi điện tử truyền qua)
  • AUGER (Quang phổ điện tử Auger)

Yêu cầu về ứng dụng

  • Có độ rung thấp
  • Độ tin cậy cao
  • Độ hao điện thấp

Kính hiển vi SEM

Kính hiển vi quét điện tử (SEM) là một phương pháp phân tích được sử dụng trong một loạt các ứng dụng. Các nhà khoa học sử dụng nó để tìm hiểu thêm về các sinh vật hiển vi hoặc cấu trúc tinh thể. SEM cũng được sử dụng trong các quy trình công nghiệp. Nó được dùng để kiểm tra các thành phần bề mặt của các thành phần và sản phẩm. Các ứng dụng bao gồm từ ngành công nghiệp bán dẫn, giám sát thực phẩm, thiết bị y tế và vi điện tử đến giám sát sản xuất chung.

Scanning electron microscopy

Nguyên lý hoạt động

Trong loại kính hiển vi điện tử này, chùm điện tử quét mẫu theo mô hình raster. Ban đầu các electron được tạo ra ở đầu cột bởi nguồn electron. Chúng được phát ra khi năng lượng nhiệt của chúng vượt qua chức năng làm việc của vật liệu nguồn. Sau đó, chúng được tăng tốc và thu hút bởi anot tích điện dương. Toàn bộ cột điện tử phải nằm trong chân không. Giống như tất cả các thành phần của kính hiển vi điện tử. Nguồn điện tử được bịt kín bên trong một buồng đặc biệt để bảo tồn chân không. Bảo vệ nó khỏi bị nhiễm bẩn, rung động hoặc tiếng ồn.

Mặc dù chân không bảo vệ nguồn electron khỏi bị ô nhiễm, nó cũng cho phép người dùng có được hình ảnh có độ phân giải cao. Trong trường hợp không có chân không, các nguyên tử và phân tử khác có thể có mặt trong cột. Sự tương tác của chúng với điện tử làm cho chùm điện tử bị lệch và làm giảm chất lượng hình ảnh. Hơn nữa, chân không cao làm tăng hiệu quả thu thập các điện tử bởi các đầu dò trong cột.

Kính hiển vi TEM

Kính hiển vi truyền dẫn điện tử (TEM) được sử dụng trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau như sinh học y tế, khoa học đời sống, nghiên cứu vật liệu, luyện kim và công nghiệp. TEM có thể cung cấp thông tin về cấu trúc và kết cấu của đối tượng đang được nghiên cứu. Nó có thể được sử dụng trong thị trường bán dẫn để phân tích việc sản xuất và chế tạo chip máy tính và silicon. Nó cũng hữu ích trong các ứng dụng công nghiệp để kiểm tra tinh thể và kim loại. Họ kiểm tra các đối tượng được sản xuất để xác định các khiếm khuyết, gãy xương và thiệt hại trong phạm vi nhỏ.

Transmission electron microscopy

Nguyên lý làm việc

Ở trên cùng là hai điện cực, anot và catot. Anot mang điện tích dương và catot mang điện tích âm. Là một catot, một dây/sợi mỏng được sử dụng để phát ra các điện tử. Khi một điện áp được áp dụng cho Filament, các electron được phát ra được kéo đến anot. Anot là một đĩa có một khoảng trống nhỏ ở giữa mà các electron có thể đi qua. Điện áp từ 70kV đến 120kV. Do đó, các điện tử có thể vượt qua tem ít hơn, bên trong kính hiển vi phải là một chân không.

Các trường từ điều chỉnh chùm tia điện tử bên trong tem. Một số cuộn dây tạo ra từ trường, các cuộn dây cũng tập trung chùm tia điện tử. Do đó tác động cao được tập trung vào mẫu. Để điều chỉnh cường độ của chùm tia điện tử, mù được sử dụng. Ở đó bạn có thể thay đổi độ sáng của các electron đi qua.

Sau khi các điện tử đi qua mẫu, số lượng có thể được giảm với một mù khác, trước khi chúng được tập trung một lần nữa với các cuộn dây bổ sung. Điều này là cần thiết, bởi vì một số electron bị phân tâm sau khi chúng đi qua mẫu vật. Sau đó, các electron đi qua các thấu kính chiếu. Ở đó chùm điện tử sẽ được mở rộng, do đó mẫu vật có thể được chụp ảnh sắc nét hơn.

AES

Quang phổ điện tử Auger (AES) ngày càng được sử dụng để phân tích hóa học các bề mặt rắn. Các lĩnh vực ứng dụng điển hình là xác định các khiếm khuyết trên chất bán dẫn, hóa học ranh giới hạt, phân tích hỏng hóc, sự khuếch tán, cơ chế gãy vỡ và xác định tạp chất bề mặt/mặt phân cách.

Auger electron spectroscopy

Nguyên lý làm việc

Quang phổ học điện tử Auger là một phương pháp đo rất nhạy cảm. Bằng cách thu thập thông tin về thành phần nguyên tố của bề mặt từ mẫu. Nếu một nguyên tử được chiếu xạ bằng chùm tia điện tử năng lượng cao hoặc tia X để bị kích thích. Điều này có nghĩa là điện tử gần với lõi sẽ bị rò rỉ. Để đưa nguyên tử về trạng thái mặt đất có hai quá trình khác nhau.

Một là khi electron từ một vỏ electron cao hơn rơi vào lỗ mà electron không định hướng đã để lại. Năng lượng được giải phóng từ quá trình này có thể được phát ra dưới dạng photon dưới dạng chùm tia X điển hình. Một khả năng khác là năng lượng có thể được truyền đến một điện tử khác. Sau đó sẽ được giải phóng ra khỏi nguyên tử. Quá trình này được gọi là hiệu ứng auger và được đặt tên bởi người phát hiện ra nó Pierre Auger.

Năng lượng AES

Năng lượng của auger electron phụ thuộc vào nguyên tử và trạng thái liên kết của nó trong thể rắn. Thông tin này cho chúng ta kết quả của nghiên cứu. Thành phần chính của kính hiển vi điện tử auger là máy phân tích, với đó các điện tử được giải phóng từ mẫu có thể được đo. Thường sử dụng máy phân tích bán cầu. Nó có hai bán cầu đồng tâm được lắp, với điện thế điện tử khác nhau. Nếu điện tử tiếp tuyến giữa hai bán cầu, chỉ có điện tử với một năng lượng cụ thể có thể đi qua máy phân tích.

Năng lượng này có thể được thay đổi bằng cách điều chỉnh điện thế điện tử của các bán cầu. Do đó có thể đo được phổ năng lượng điện tử lớn. Trong một phương pháp thử nghiệm khác, năng lượng tiềm năng sẽ không đổi. Các điện tử sẽ bị làm chậm bởi điện áp nghịch đảo giữa mẫu và máy phân tích. Thông thường cả hai phương pháp sẽ được sử dụng cùng nhau. Để kích thích mẫu, thường sử dụng kính hiển vi điện tử quét, và đồng thời có thể thu thập hình ảnh về bề mặt của mẫu.

Xem thêm: https://bomhutchankhongorion.com/thong-so-ky-thuat-cua-hai-loai-may-orion-kcp-va-orion-kcph/

0932.95.15.81