[123doc] - kinh-hien-vi-dien-tu-quet-sem

Hình 1.2: Cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét SEM... Trong SEM, chùm electron nhỏ được quét ngang qua mẫu, đồng thời tín hiệu sinh ra được thu nhận và hình ảnh sẽ được thể hiện lại b

phóng đại cao. SEM có thể đạt được độ phân giải tốt hơn 1 nanomet

vi điện tử quét thương phẩm đầu tiên được sản xuất vào năm 1965 bởi Cambridge Scientific Instruments Mark 

I. (Stereoscan SEM)

Phần II: SEM (Scanning Electron Microscope )

Hình 1.2: Cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét SEM

- Các sự tương tác xảy ra bên trong mẫu khi dòng đập vào, tác động đến sóng electron

- Các sự tương tác này được nhận biết và chuyển đổi thành hình ảnh

 SEM tạo ra hình ảnh  bằng electron thứ cấp phát 

xạ từ bề mặt mẩu do chùm  sóng electron ban đầu đập  vào. Trong SEM, chùm 

electron nhỏ được quét 

ngang qua mẫu, đồng thời  tín hiệu sinh ra được thu  nhận và hình ảnh sẽ được  thể hiện lại bằng cách ánh 

xạ tín hiệu với vị trí của  sóng theo từng pixel 

(điểm) một. Tín hiệu được  quan sát trên cùng vị trí 

của mẫu khi chùm electron  đến. 

Nguyên lý của SEM

- Việc phát các chùm điện tử trong SEM cũng giống như việc tạo ra chùm điện tử trong kính hiển vi điện tử 

truyền qua, tức là điện tử được phát ra 

từ súng phóng điện tử (có thể là phát 

xạ nhiệt, hay phát xạ trường ), sau đó được tăng tốc. 

- Tuy nhiên, thế tăng tốc của SEM thường chỉ từ 10 kV đến 50 kV vì sự hạn chế của thấu kính từ, việc hội tụ các chùm điện tử có bước sóng quá 

nhỏ vào một điểm kích thước nhỏ sẽ rất khó khăn

ra, sự tạo ảnh trong SEM và các phép phân tích được thực hiện thông qua  việc phân tích các bức xạ này. Các bức xạ chủ yếu gồm:

Sơ đồ nguyên lý của một máy SEM cụ thể:

- Hiển vi điện tử sử dụng 

chùm tia điện tử để tạo ảnh mẫu  nghiên cứu, ảnh đó khi đến màng  huỳnh quang có thể đạt độ phóng  theo yêu cầu. 

- Hiển vi điện tử quét thường  được sử dụng để nghiên cứu bề  mặt, kích thước, hình dạng vi tinh  thể do khả năng phóng đại và tạo  ảnh rất rõ nét và chi tiết. 

3.Sự tạo ảnh trong SEM

- Trong kính hiển vi điện tử quét SEM  các tín hiệu SE và BSE thường được sử 

dụng để tạo nên ảnh. Các điện tử thứ cấp SE  được sinh ra ở lớp gần bề mặt mẫu, và ảnh 

SE thu được từ các điện tử này phản ánh chi  tiết cấu trúc địa hình mẫu.

- BSE là các điện tử phản xạ ngược trở  lại sau khi va vào các nguyên tử trên bề mặt  mẫu, số lượng điện tử tán xạ ngược phụ 

thuộc vào thành phần (nguyên tử số, hướng  tinh thể v.v.) của mẫu. Do đó SEM không  chỉ được sử dụng để quan sát cấu trúc mẫu 

mà còn được dùng để xác định và định 

lượng nguyên tố.

4.Một số phép phân tích trong SEM

• Huỳnh quang catốt (Cathodoluminesence)

• Phân tích phổ tia X (X-ray microanalysis)

• Một số kính hiển vi điện tử quét hoạt động ở chân không siêu cao có thể phân tích phổ điện tử Auger

• SEMPA (Kính hiển vi điện tử quét có phân tích phân cực tiếng Anh

5.ƯU, NHƯỢC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT

*Ưu điểm 

- Mặc dù không thể có độ phân giải tốt như kính hiển vi điện tử truyền qua 

nhưng kính hiển vi điện tử quét lại có điểm mạnh là phân tích mà không cần phá  hủy mẫu vật và có thể hoạt động ở chân không thấp.

- Tạo ảnh bằng phương pháp quét, do đó ảnh có chiều sâu và chi tiết tốt hơn.

- Có thể chụp nhiều kiểu ảnh trên cùng một mẫu mỗi kiểu thể hiện một đặc tính  khác nhau bằng việc thay đổi đầu thu (detector)

- Một điểm mạnh khác của SEM là các thao tác điều khiển đơn giản hơn rất 

nhiều so với TEM khiến cho nó rất dễ sử dụng.

  - Giá thành của SEM thấp hơn rất nhiều so với TEM, vì thế SEM phổ biến hơn  rất nhiều so với TEM.

- Mẫu quan sát vẫn phải đặt trong môi trường chân không và SEM chỉ chụp được ảnh các mẫu dẫn điện

- Ảnh dù có chiều sâu nhưng chỉ quan sát được 

bề mặt của vật mẫu, ảnh thu được dạng 2D. 

- Năng suất phân giải kém hơn kính hiển vi 

điện tử truyền qua (TEM)

6 Ứng dụng của SEM.

 KHVL, CNHH, công nghệ sinh học,  khoa học sự sống…

 Cho phép ta xác định các thông số như:

 Thành phần hóa học.

 Cấu trúc điện tử.

Một số hình ảnh chụp qua SEM

Phấn hoa chụp qua SEM Đầu kiến chụp qua SEM

Ảnh SEM của màng MD

SEM TEM

Trung bình 2nm 10nm

 Độ phân giải Đặc biệt 0.2nm 0.5nm

 Độ sâu trường cao trung bình

 Kỹ thuật chuẩn bị dễ dàng kỹ năng cao

 Kiểu của mẩu không sống không sống

 Độ dày mẩu thay đổi rất mỏng

 Môi trường đặt Mẫu chân không chân không

 Ảnh thu được 2-D 3-D

So sánh giữa SEM và TEM

VÀ CÁC BẠN SINH  VIÊN ĐàLẮNG 

NGHE !