میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
میکروسکوپ الکترونی روبشی(Scanning Electron Microscopy)، نوعی میکروسکوپ الکترونی است که قابلیت عکسبرداری از سطوح با بزرگنمایی ۱۰ تا ۵۰۰۰۰۰ برابر با قدرت تفکیکی کمتر از ۱ تا ۲۰ نانومتر (بسته به نوع نمونه) دارد. SEM یک وسیله شناخته شده برای تعیین مشخصات فیزیکی و بررسی مورفولوژی سطح نمونه با بزرگنمایی بالا است که در آن از پرتو الکترونی استفاده میشود. با تولید یک باریکه الکترونی و تاباندن آن به سطح نمونه و ثبت پرتوهای بازگشتی در میکروسکوپ الکترونی روبشی، می توان اطلاعات مختلفی از لایه های سطحی ماده به دست آورد. این اطلاعات بسته به آشکارسازهای متصل به دستگاه در ردههای متفاوتی قابل استفاده است.
میکروسکوپ الکترونی روبشی همچنین می تواند با پرتو ایکس پراکنده شده انرژی (EDX) همراه شود تا ترکیب نمونه به خوبی دیگر خواص آن (آنالیز عنصری نمونه) اندازهگیری شود. میکروسکوپ الکترونی روبشی برای تحقیق در مورد تشخیص ابعاد ذرات، یکنواختی پوشش سطح و عیبهای سطحی نیز مورد استفاده قرار میگیرد. سطح نمونه هایی که با این میکروسکوپ بررسی میشوند باید دارای هدایت الکتریکی باشند و در غیر این صورت، الکترونی که به سطح نمونه تابیده میشود، دفع نمیشود و روی سطح باقی می ماند و الکترونهای بعدی با الکترونهای همنام برخورد می کنند و دفع یا منحرف می شوند و در نتیجه تصویر حاصله، ناپایدار و منجر به تیره و روشن شدن تصویر می شود. با نشاندن لایه نازکی از طلا و یا کربن روی سطوح نمونه های غیرهادی، هدایت الکترونی پیدا می کنند و الکترونهای سطحی دفع شده و وضوح تصاویر بهبود مییابد.
چنانچه به دست آوردن تصاویری با بزرگنمایی بیشتر از حد معمول مورد نظر باشد، از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) استفاده میشود. FESEM نوعی میکروسکوپ الکترونی روبشی است که کاتد نشر میدانی تفنگ الکترونی آن، پرتوهای باریکتری که حاوی الکترونهای با انرژی بیشتری هستند را تولید می کنند. در این نوع میکروسکوپ، تصاویر شفافتر و با کیفیت بالاتر تولید می شوند و مشاهده ناحیه بسیار کوچکتر امکانپذیر می شود. تفنگ الکترونی، لنزها، روزنهها، سیستم روبش، محفظه نمونه، سیستم خلاء و سیستم نمایش از اجزای اصلی یک SEM محسوب میشوند.
تفنگ الکترونی
تفنگ الکترونی منبع پایداری از الکترون است که پرتو الکترونی را ساطع میکند. تفنگهای الکترونی را از لحاظ مکانیسم به دو دسته تقسیم میکنند:
-
تفنگهای الکترونی ترمویونی
-
تفنگهای الکترونی انتشار میدانی