میکروسکوپ الکترونی روبشی sem چیست ؟

میکروسکوپ و ریز سنجی یک تکنیک برای به تصویر کشیدن ساختار مواد است که با چشم غیر مصلح دیده نمی شوند. در بدو برخورد با این تکنیک تصویری که در ذهن متبادر می شود این است که حتما باید تصویری از سطح یا بافت مواد دیده شود. این تکنیک بسته به اینکه به چه شکلی انجام شود اطلاعاتی در مورد بافت نمونه، درون ساختار ترکیب و خصوصیات سطح نمونه به کاربر می دهد.

اولین استفاده ها از این تکنیک در میکروسکوپ های نوری بوده است. بیشترین رزولوشن قابل دریافت بوسیله تکنیک های بر پایه میکروسکوپ، وابسته به طول موج پرتویی است که به سطح نمونه تابیده می شود. در میکروسکوپ های نوری که با طول موج های نور مرئی سرو کار داریم، بیشترین رزولوشن قابل دستیابی برابر با نصف کوتاه ترین طول موج نور مرئی می باشد. یعنی بیشترین رزولوشن یک میکروسکوپ نوری که دارای بهترین سیستم اپتیک و لنز باشد، نمی تواند بهتر از 200 نانومتر باشد.

سیستم های میکروسکوپی برپایه پرتو تحریک کننده نمونه تقسیم بندی می شوند. میکروسکوپ های نوری و میکروسکوپ های الکترونی مثال هایی از این تکنیک ها هستند . در میکروسکوپ الکترونی روبشی ، پرتو محرک نمونه شامل الکترونهای پرانرژی هستند که توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی تولید و به سمت نمونه پرتاب می شوند.

در هنگام برهمکنش نمونه با پرتو الکترونی، چندین برهمکنش بین پرتو و نمونه صورت می گیرد که بازخوردهای متفاوتی صورت می پذیرد. اگر بازخورد نمونه در جهت پرتو تابیده شده باشد، به این بازخورد، سیگنال تفرق یا پراکندگی گفته می شود. در حالتی دیگر، بازخورد نمونه در جهت مخالف با جهت تابیده شدن پرتو محرک از نمونه خارج می شود. این بارزخورد ها به سیگنالهای عبوری شناخته می شوند. در میکروسکوپ الکترونی به پاسخ های عبوری از نمونه تست TEM و به پاسخ های برگشتی توسط نمونه میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM گفته می شود.

 - میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM

دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM شامل دو بخش کلی است. یک بخش اصلی که شامل بخش تشخیص نمونه است و سیگنالهای الکتریکی ایجاد می کند که در اینجا آن را ستون می نامیم و این سیگنالها به بخش دوم منتقل می شوند که به کابین الکترونیکی معروف است و در آنجا این اطلاعات به دیتاهای قابل دیدن مانند تصاویر و یا گراف های مختلف تبدیل می شوند.

 - خلاء میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM :

در یک دستگاه  میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM ، بخش اول که شامل اجزاء متفاوتی است و نمونه نیز در آن قرار می گیرید، باید تحت خلاء بالایی باشد، و این خلا به کمک پمپ های روتاری و پمپ های توربو مولکولار در دستگاه ایجاد می شود.

 - الکترون گان اسمبلی  ( electron gun assembly )

این بخش در بالاترین نقطه از ستون قرار دارد و وظیفه منبع الکترونی را در دستگاه برعهده دارد. الکترونها معمولا از فیلامنت های داغ شده خارج می شوند و در ادامه مسیر خود درون این تفنگ الکترونی شتاب می گیرند. این تفنگ های الکترونی دارای بخش های مختلفی به ترتیب زیر هستند.

1. اولین بخش شامل یک فبلامنت است از خود الکترون به بیرون پرتاب می کند.
2. بخش دوم شامل یک سیلند فلزی است که دارای یک شکاف باریک است که کل بخش پرتاب الکترون یعنی فیلامنت و متعلقات آن را در بر می گیرد. وظیفه این بخش کنترل تعداد الکترونهای خارج شده از تفنگ الکترونی می باشد و مانند شکاف عبور نور در دستگاه های اسپکتروسکوپی را بر عهده دارد. یک پتانسیل منفی به این سیلندر و شکاف خروجی آن  اعمال می شود تا بوسیله آن بتوان ضخامت پرتو الکترونی ایجاد شده را کنترل کرد.
3. بخش سوم تفنگ الکترونی از یک دیسک دارای شکاف با عرض مشخصی است که بعنوان آند شناخته می شود که وظیفه آن شتاب دادن الکترون های خارج شده از فیلامنت می باشد. این شتاب با اعمال پتانسیلی در محدوده نیم تا 30 کیلو ولت ایجاد می شود. میدان الکتریکی ایجاد شده بین دیسک و سیلندر فلزی باعث شتاب دادن به الکترونها می شود.

در ادامه با بخش های مختلف این دستگاه بیشتر آشنا خواهیم شد.

1. میکروسکوپ الکترونی روبشی sem چیست ؟
2. ادامه میکروسکوپ الکترونی روبشی sem چیست ؟
3. ادامه میکروسکوپ الکترونی روبشی sem چیست ؟