Kính hiển vi quét (SEM) là kính hiển vi có độ phân giải cao sử dụng chùm electron năng lượng cao để quét bề mặt mẫu để thu thập thông tin về hình dạng bề mặt và thành phần của mẫu thông qua các tín hiệu được tạo ra bởi sự tương tác giữa electron và vật chất. Dưới đây là hướng dẫn toàn diện về SEM từ nguyên tắc đến hoạt động:
I. Nguyên tắc làm việc
Các thành phần cốt lõi của SEM bao gồm súng điện tử, ống kính điện từ, cuộn dây quét, buồng mẫu và máy dò. Súng điện tử bắn chùm tia điện tử, sau khi tăng tốc và tập trung, chùm tia điện tử năng lượng cao được hình thành, và cuộn dây quét điều khiển chùm tia điện tử để quét raster trên bề mặt mẫu. Sau khi chùm electron tương tác với mẫu, các tín hiệu như electron thứ cấp, electron tán xạ ngược và tia X đặc trưng được kích thích. Những tín hiệu này được máy dò nhận và chuyển thành tín hiệu điện, sau khi khuếch đại và xử lý tín hiệu, hình ảnh bề mặt mẫu được hình thành trên màn hình hiển thị.
II. Các bước hoạt động
Chuẩn bị mẫu: Mẫu phải khô, dẫn điện và không có từ tính. Đối với các mẫu không dẫn điện, cần mạ vàng hoặc phun carbon để tăng độ dẫn điện.
Khởi động&khởi tạo: Bật nguồn, khởi động hệ thống chân không, chờ sau khi chân không đạt yêu cầu, khởi động chùm điện tử và hệ thống máy tính.
Đặt mẫu: Cố định mẫu trên bàn mẫu, điều chỉnh chiều cao và vị trí của bàn mẫu để đảm bảo mẫu nằm trong phạm vi quét của chùm tia điện tử.
Cài đặt tham số: Thiết lập các thông số như điện áp tăng tốc, dòng chảy chùm, tốc độ quét và độ phóng đại theo đặc điểm mẫu và nhu cầu thử nghiệm.
Quan sát và điều chỉnh hình ảnh: Quan sát hình ảnh bề mặt mẫu, điều chỉnh độ sáng và độ tương phản, di chuyển bàn mẫu để xác định vị trí khu vực quan tâm, thực hiện các hoạt động lấy nét và tiêu tán.
Lưu và xử lý hình ảnh: Chụp và lưu hình ảnh, xử lý và phân tích hình ảnh khi cần thiết.
Tắt nguồn: Tắt chùm điện tử, hệ thống chân không và nguồn điện theo thứ tự hướng dẫn sử dụng.
III. Lĩnh vực ứng dụng
SEM được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học vật liệu, sinh học, y học, khoa học địa chất, vật lý và kỹ thuật để quan sát hình dạng bề mặt vật liệu, phân tích thành phần và cấu trúc, nghiên cứu hình dạng vết nứt và cơ chế thất bại, v.v.