میکروسکوپ الکترونی روبشی sem چیست

بازگشت به لیست مقالات » | شنبه 25 خرداد 1398 در ساعت 16 : 8 دقیقه | نظرات کاربران ( 0 )

میکروسکوپ الکترونی روبشی sem چیست ؟

در بخش قبلی با دو جزء اصلی از میکروسکوپ الکترونی روبشی sem آشنا شدیم. در این بخش به صورت خاص و ویژه، هر بخش را بصورت مفصل تر بررسی می کنیم.

انواع فیلامنت ها:

دو نوع اصلی از فیلامنت موجود است که در تفنگ الکترونی دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی sem استفاده می شود.

فیلامنت های نشری ترمیونیک که خود به دو نوع فیلامنت تنگستنی و فیلامنت لانتانیم هگزا فلوراید تقسیم می شود.
فیلامنت های با نشر میدانی یا Field emission که به هر دو شکل سرد و گرم قابل استفاده هستند

رایج ترین فیلامنت مورد استفاده از نوع تنگستنی است، که در طول عملیات کاری تا دمای 2800 درجه کلوین گرم می شود. دمای بالا انرژی لازم برای خروج الکترون ها از این فیلامنت را مهیا می سازد که این موضوع باعث خروج الکترون ها از سطح فیلامنت می شود.

در نوع دیگر از فیلامنت های حرارتی، که ماده مورد استفاده در آن از لانتانیم هگزا فلوراید می باشد، انرژی کمتری برای ترک الکترونها از سطح فیلامنت مورد نیاز است. این انرژی برای لانتانیم هگزا فلوراید برابر با 2 eV است در حالیکه همین انرژی برای تنگستن دارای مقدار 4.5 eV است. در مقایسه با تنگستن، لانتانیم هگزا فلوراید اشعه الکترونی با شدت بالاتری تولید می کند ولی ایراد اصلی آن، این موضوع است که این ماده باید در شرایط وکیوم قوی تری قرار داده شود.

در فیلامنت های از نوع ن شر میدانی یا Field emission، الکترون ها از سطح فیلامنت به کمک اثر تونل زنی بجای اثر حرارتی، بیرون کشیده می شوند. این اثر به کمک اعمال میدان الکتریکی خیلی قوی به فیلامننت ایجاد می شود که به الکترون ها اجازه می دهد تا بر نیروی کشش سطحی فیلامنت غلبه کنند و سطح فیلامنت را ترک کنند.

فیلامنت های Field emission از کریستال تنگستن ساخته می شوند که دارای یک نوک بسیار ریز و تیز در حدود 100 نانومتر است. این فیلامنت ها یک شدت 10 هزار برابری نسبت به فیلامنت تنگستن و حداقل یک شدت 100 برابری نسبت به فیلامنت لانتانیم هگزا فلوراید ایجاد می کنند. یک فیلامنت نشر میدانی معمولی در دمای بین 1600 تا 1800 درجه کلوین کار می کند و یک جریان الکترونی بدون نویز ایجاد می کند.

نوع دوم فیلامنت های نشر میدانی که قابلیت کار در دمای اتاق را دارند، به فیلامنت های Cold Field emission معروف هستند. این فیلامنت نیاز مبرم به کار در خلا با فشار 10^-10 Torr دارند و دایم نیاز به سرویس و نگهداری دارند تا سطح فیلامنت از بازمانده های رسوب های حاصل از یون ها در سطح فیلامنت جلوگیری شود.