اکسآنالیز

SEM آنالیز

میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نوعی میکروسکوپ الکترونی است که با اسکن سطح با پرتو متمرکز الکترون، تصاویری از نمونه تولید می کند. الکترون ها با اتم های نمونه برهم کنش می کنند و سیگنال های مختلفی تولید می کنند که حاوی اطلاعاتی در مورد توپوگرافی سطح و ترکیب نمونه است. پرتو الکترونی در یک الگوی اسکن شطرنجی اسکن می شود و موقعیت پرتو با شدت سیگنال شناسایی شده برای تولید یک تصویر ترکیب می شود. در رایج ترین حالت SEM، الکترون های ثانویه ساطع شده توسط اتم های برانگیخته شده توسط پرتو الکترونی با استفاده از آشکارساز الکترونی ثانویه (آشکارساز اورهارت-تورنلی) شناسایی می شوند. تعداد الکترون‌های ثانویه قابل تشخیص و در نتیجه شدت سیگنال، از جمله به توپوگرافی نمونه بستگی دارد. برخی از SEM ها می توانند وضوحی بهتر از 1 نانومتر بدست آورند. نمونه ها در خلاء بالا در یک SEM معمولی، یا در خلاء کم یا شرایط مرطوب در یک فشار متغیر یا SEM محیطی، و در طیف وسیعی از دماهای برودتی یا بالا با ابزارهای تخصصی مشاهده می شوند. سیگنال‌هایی که توسط یک SEM برای تولید تصویر استفاده می‌شوند از برهمکنش پرتو الکترونی با اتم‌ها در اعماق مختلف درون نمونه حاصل می‌شوند. انواع مختلفی از سیگنال‌ها از جمله الکترون‌های ثانویه (SE)، الکترون‌های بازتابیده یا پراکنده برگشتی (BSE)، پرتوهای ایکس و نور مشخصه (کاتدولومینسانس) (CL)، جریان جذب‌شده (جریان نمونه) و الکترون‌های عبوری تولید می‌شوند. آشکارسازهای الکترون ثانویه تجهیزات استاندارد در همه SEMها هستند، اما به ندرت پیش می‌آید که یک دستگاه برای تمام سیگنال‌های احتمالی دیگر آشکارساز داشته باشد.

الکترون‌های ثانویه انرژی بسیار پایینی در حدود 50 eV دارند که میانگین مسیر آزاد آنها را در ماده جامد محدود می‌کند. در نتیجه، SE ها تنها می توانند از چند نانومتر بالای سطح یک نمونه فرار کنند. سیگنال از الکترون های ثانویه تمایل دارد تا در نقطه برخورد پرتو الکترونی اولیه به شدت موضعی شود و جمع آوری تصاویر از سطح نمونه با وضوح کمتر از 1 نانومتر را ممکن می سازد. الکترون های پراکنده برگشتی (BSE) الکترون های پرتویی هستند که با پراکندگی الاستیک از نمونه منعکس می شوند. از آنجایی که آنها انرژی بسیار بالاتری نسبت به SE دارند، از مکان‌های عمیق‌تر درون نمونه بیرون می‌آیند و در نتیجه وضوح تصاویر BSE کمتر از تصاویر SE است. با این حال، BSE اغلب در SEM تحلیلی به همراه طیف های ساخته شده از پرتوهای X مشخصه استفاده می شود، زیرا شدت سیگنال BSE به شدت با عدد اتمی (Z) نمونه مرتبط است. تصاویر BSE می توانند اطلاعاتی در مورد توزیع، اما نه هویت، عناصر مختلف در نمونه ارائه دهند. در نمونه‌هایی که عمدتاً از عناصر سبک تشکیل شده‌اند، مانند نمونه‌های بیولوژیکی، تصویربرداری BSE می‌تواند برچسب‌های ایمنی طلای کلوئیدی با قطر 5 یا 10 نانومتر را تصویر کند، که در غیر این صورت تشخیص آن در تصاویر الکترونی ثانویه دشوار یا غیرممکن است. پرتوهای X مشخصه زمانی منتشر می‌شوند که پرتو الکترونی یک الکترون لایه داخلی را از نمونه جدا می‌کند و باعث می‌شود که یک الکترون با انرژی بالاتر پوسته را پر کرده و انرژی آزاد کند. انرژی یا طول موج این پرتوهای X مشخصه را می توان با طیف سنجی پرتو ایکس پراکنده انرژی یا طیف سنجی پرتو ایکس پراکنده طول موج اندازه گیری کرد و برای شناسایی و اندازه گیری فراوانی عناصر در نمونه و نقشه توزیع آنها استفاده کرد.

با توجه به پرتو الکترونی بسیار باریک، میکروگراف های SEM دارای عمق میدان بزرگی هستند که ظاهر سه بعدی مشخصه ای را برای درک ساختار سطحی یک نمونه نشان می دهد. این با میکروگراف گرده نشان داده شده در بالا نشان داده شده است. طیف وسیعی از بزرگنمایی ها ممکن است، از حدود 10 برابر (تقریباً معادل بزرگنمایی یک عدسی دستی قدرتمند) تا بیش از 500000 برابر، حدود 250 برابر حد بزرگنمایی بهترین میکروسکوپ های نوری.

 

تیم متخصص ما در اکسآنالیز آماده ارائه خدمات مشاوره، تفسیر، تحلیل و آنالیز در این زمینه است. فقط کافیست خدمت مورد نیاز خود را سفارش دهید تا کارشناسان ما در اسرع وقت با شما تماس بگیرند.