|
میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) میکروسکوپ الکترونی روبشی که به آنScanning Elecron Microscope یا به اختصار SEM گویند، یکی از انواع بسیار معروف میکروسکوپ‌های الکترونی است که خصوصا کاربردهای بسیاری در فناوری نانو پیدا کرده است. نخستین تلاش‌ها در زمینه‌ی توسعه ی میکروسکوپ‌های روبشی به سال 1935 باز می‌گردد که ماکس نول (Max Knoll) در آلمان پژوهش هایی در زمینه ی پدیده های الکترونیک نوری انجام داد و تصویری را بر اساس کانتراست کانالی الکترونی (electron chanelling contrast) از فولاد سیلیسیمی به دست آورد. میکروسکوپ الکترونی روبشی با تولید یک باریکۀ الکترونی و تاباندن آن به سطح نمونه و روبش کردن اشعه های بازگشتی میتواند اطلاعات مختلفی از لایه های سطحی ماده به دست دهد. این اطلاعات بسته به آشکارسازهای متصل به دستگاه در رده های متفاوتی قابل استفاده است. میکروسکوپ موجود در این آزمایشگاه قابلیت تصویرگیری از توپوگرافی و ساختار عنصری سطح و همچنین بررسی کمی ساختار شیمیایی سطحی را دارد. SEM وسیله‌ای است که به کمک آن می‌توان تصویر بزرگتر از نمونه را با کمک الکترون‌های (به جای نور) خلق کرد. پرتویی از الکترون‌ها با کمک تفنگ الکترونی میکروسکوپ تولید می‌شود.
شکل 1. میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM
پرتوی الکترونی در خلاء به صورت عمودی از میکروسکوپ عبور می‌کند. سپس با عبور از میدان‌های الکترومغناطیسی و لنزهای ویژه به صورت متمرکز به نمونه تابانده می‌شوند. به محض برخورد پرتو با نمونه، الکترون‌ها و اشعه‌های ایکس از نمونه خارج می‌شوند.
شکل 2. واکنش جسم در هنگام برخورد پرتو الکترونی با آن
سپس آشکارسازها پرتوهای ایکس، الکترون‌های اولیه و الکترون‌های ناشی از برخورد الکترون‌های اولیه با جسم را جمع‌آوری می‌کنند و آنها را به سیگنال مبدل کرده به صفحه نمایش (مانند صفحه تلویزیون) منتقل می‌کنند و به این طریق تصویر نهایی تهیه می‌شود. میکروسکوپ الکترونی روبشی بر اساس نحوه تولید باریکه الکترونی در آن به دو نوع Field Emission و Thermoionic Emission تقسیم بندی می‌شود که نوع Fe-SEM دارای بزرگنمایی و حد تفکیک بسیار بالاتری بوده و تصاویری با بزرگنمایی 700 هزار برابر را با آن می توان به دست آورد . بنیاد علوم کاربردی رازی با دراختیار داشتن میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی(FE-SEM) ساخت شرکت TE-SCAN مدل MIRA3، امکان ارائه خدمات در کوتاهترین زمان (حداکثر یک هفته) و نهایت دقت توسط کارشناسان با تجربه به مشتریان گرامی را دارد. کیفیت تصویر سطوح تخت، نظیر نمونه‌هایی که پولیش و حکاکی متالوگرافی شده‌اند، معمولاً در بزرگنمایی کمتر از 300 تا 400، برابر به خوبی میکروسکوپ نوری نیست قدرت تفکیک حکاکی بسیار بهتر از میکروسکوپ نوری است، ولی پایین‌تر ازمیکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ عبوری روبشی است. |
|||
|
کاربردها: (کاربردهای آزمایشگاهی، صنعتی و عمومی): استفاده‌‌های عمومی 1. تصویرگرفتن از سطوح در بزرگنمایی 10 تا 300،000 برابر با قدرت تفکیک در حد 3 تا 100 نانومتر (بسته به نمونه) 2. در صورت تجهیز به آشکارساز back Scattered میکروسکوپ‌ها قادر به انجام امور زیر خواهند بود: مشاهده مرزدانه در نمونه‌های حکاکی نشده، مشاهده حوزه‌ها در مواد فرومغناطیس، ارزیابی جهت کریستالوگرافی دانه‌ها با قطرهایی به کوچکی 2 تا 10 میکرومتر، تصویرنمودن فاز دوم روی سطوح حکاکی‌نشده (درصورتی که متوسط عدد اتمی فاز دوم، متفاوت از زمینه باشد). 3. با اصلاح مناسب میکروسکوپ، می‌توان از آن برای کنترل کیفیت و بررسی عیوب قطعات نیمه‌هادی استفاده نمود. نمونه‌هایی از کاربرد بررسی نمونه‌هایی که برای متالوگرافی آماده شده‌اند، در بزرگنمایی بسیار بیشتر از میکروسکوپ نوری 2. بررسی مقاطع شکست و سطوحی که حکاکی عمیق شده‌اند، که مستلزم عمق میدانی بسیار بزرگتر از حد میکروسکوپ نوری است. 3. ارزیابی جهت کریستالوگرافی اجرایی نظیر دانه‌ها، فازهای رسوبی و دندریت‌ها بر روی سطوح آماده‌شده برای کریستالوگرافی 4. شناسایی مشخصات شیمیایی اجزایی به کوچکی چندمیکرون روی سطح نمونه‌ها، برای مثال، آخال‌ها، فازهای رسوبی و پلیسه‌های سایش 5. ارزیابی گرادیان ترکیب شیمیایی روی سطح نمونه‌ها در فاصله‌ای به کوچکی µm 1
|
