Kính hiển vi công nghiệp nhập khẩu là một công cụ chính xác được sử dụng để quan sát và phân tích các vật thể hoặc cấu trúc nhỏ, hoạt động trên nguyên tắc quang học hoặc điện tử, phóng to và trình bày hình ảnh rõ ràng về thế giới vi mô vô hình hoặc khó quan sát trực tiếp.

(I) Kính hiển vi công nghiệp nhập khẩu quang học

1. Hệ thống chiếu sáng: Thường áp dụng chế độ chiếu sáng Kohler. Ánh sáng phát ra từ nguồn sáng đi qua gương chiếu sáng để chiếu sáng đồng đều đối tượng được quan sát. Vai trò của gương tập trung là điều chỉnh góc và cường độ của ánh sáng để ánh sáng chiếu vào vật thể ở góc thích hợp, đảm bảo rằng tất cả các bộ phận của vật thể có thể được chiếu sáng đồng đều và đầy đủ.

2. Hình ảnh vật kính: Vật kính là một trong những thành phần quan trọng của kính hiển vi quang học. Nó nằm gần đối tượng được quan sát và có độ dài tiêu cự ngắn hơn và độ phóng đại cao hơn. Vật kính phóng to vật thể lần đầu tiên để tạo thành một hình ảnh thực đảo ngược. Hình ảnh này nằm ở bên trong tiêu điểm của thị kính. Chất lượng và hiệu suất của vật kính có ảnh hưởng quan trọng đến sự rõ ràng, độ phân giải và hơn thế nữa của hình ảnh. Ví dụ, một vật kính có độ phân giải cao có thể phân biệt các chi tiết vật thể nhỏ hơn.

3. Quan sát thị kính: Tác dụng của thị kính là phóng to hơn nữa hình ảnh mà vật kính tạo ra. Thị kính có một hoặc nhiều tổ hợp thấu kính bên trong, phóng to hình ảnh thực của sự hình thành vật kính một lần nữa và điều chỉnh quang sai có thể xảy ra trong quá trình hình ảnh vật kính.

(II) Kính hiển vi công nghiệp nhập khẩu điện tử

1. Kính hiển vi điện tử truyền (TEM)

- Bắn chùm tia điện tử: Bắn chùm tia điện tử tốc độ cao bằng súng điện tử. Súng điện tử thường có hai loại là loại bắn âm cực nhiệt và loại bắn trường. Loại phát xạ cathode nhiệt là loại phát ra electron bằng cách làm nóng dây vonfram và các vật liệu khác, trong khi loại phát xạ trường sử dụng điện trường mạnh để chiết xuất electron từ bề mặt của chất phát xạ sắc nét. Các electron này có năng lượng rất cao.

- Tương tác mẫu: chùm electron tốc độ cao đi qua các mẫu siêu mỏng (thường có độ dày mẫu ở mức nano). Trong quá trình đi qua mẫu, electron va chạm với các nguyên tử trong mẫu và do mật độ nguyên tử khác nhau ở các phần khác nhau của mẫu, số nguyên tử, v.v., mức độ tán xạ electron cũng khác nhau. Sự tán xạ này gây ra sự thay đổi về cường độ và pha của chùm electron, do đó mang thông tin cấu trúc bên trong của mẫu.

- Hệ thống hình ảnh: chùm electron sau khi lấy mẫu được lấy nét và hình ảnh thông qua hệ thống ống kính điện từ. Ống kính điện từ sử dụng dòng điện đi qua từ trường được tạo ra bởi các cuộn dây để khúc xạ chùm electron trên nguyên tắc tương tự như khúc xạ ánh sáng của ống kính quang học, nhưng điều khiển linh hoạt hơn. Bằng cách điều chỉnh dòng điện của ống kính điện từ, độ dài tiêu cự và hiệu ứng lấy nét của ống kính có thể được thay đổi, hình ảnh phản ánh cấu trúc bên trong của mẫu có thể được hình thành trên màn hình huỳnh quang hoặc âm bản ảnh.

2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)

- Quét chùm tia điện tử: chùm tia điện tử được bắn ra bởi súng điện tử được quét từng điểm trên bề mặt mẫu dưới tác động của cuộn dây quét. Các chùm electron nhỏ và thường có thể tập trung vào kích thước của một vài nanomet.

- Thu thập tín hiệu: Khi chùm electron chiếu vào bề mặt mẫu, nó sẽ kích thích mẫu tạo ra các tín hiệu khác nhau như electron thứ cấp, electron tán xạ ngược, v.v. Các electron thứ cấp là các electron năng lượng thấp thoát ra sau khi các nguyên tử trên bề mặt mẫu bị kích thích bởi các chùm electron, phản ánh tốt các đặc điểm hình dạng của bề mặt mẫu. Các electron tán xạ lưng là các electron được trả về sau khi tán xạ đàn hồi giữa các electron tới và các nguyên tử mẫu, có năng suất liên quan đến số nguyên tử của mẫu và có thể được sử dụng để phân tích sự phân bố thành phần của mẫu. Những tín hiệu này được thu thập bởi các máy dò tương ứng.

- Hiển thị hình ảnh: Sau khi các tín hiệu thu thập bởi máy dò được khuếch đại và xử lý, hình ảnh được hình thành trên màn hình theo thứ tự quét chùm tia điện tử. Bằng cách điều chỉnh các thông số của chùm electron và cách máy dò tiếp nhận, hình ảnh có độ tương phản và thông tin khác nhau có thể thu được để nghiên cứu hình dạng bề mặt, thành phần của mẫu, v.v.