주사전자현미경(SEM)의 원리와 응용
주사전자현미경의 특성
광학현미경 및 투과전자현미경과 비교하여 주사전자현미경은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
(i) 시료 표면의 구조를 직접적으로 관찰할 수 있으며, 시료의 크기는 120mm x 80mm x 50mm까지 가능하다.
(ii) 시료 준비 과정은 얇게 자르지 않고도 간단합니다.
(iii) 시료 챔버 내에서 시료는 3도의 공간에서 평행 이동 및 회전이 가능하므로 다양한 각도에서 시료를 관찰할 수 있습니다.
(iv) 피사계 심도가 깊어 입체감이 풍부한 영상입니다. SEM의 피사계 심도는 광학 현미경보다 수백 배 더 크고 투과 전자 현미경보다 수십 배 더 큽니다.
(E) 이미지 배율 범위가 넓고 해상도도 상대적으로 높습니다. 수십배에서 수십만배까지 확대할 수 있으며, 기본적으로 돋보기, 광학현미경부터 투과전자현미경의 배율 범위까지 포함됩니다. 광학현미경과 투과전자현미경 사이의 분해능은 최대 3nm입니다.
(vi) 전자빔에 의한 시료의 손상 및 오염이 적다.
(vii) 형태를 관찰하는 동안 샘플에서 방출되는 다른 신호를 미세 영역 구성 분석에 사용할 수 있습니다.
주사전자현미경의 구조와 작동원리
(a) 구조 1. 배럴
배럴에는 전자총, 콘덴서 거울, 대물렌즈 및 스캐닝 시스템이 포함됩니다. 그 역할은 매우 미세한 전자빔(직경 약 수 nm)을 생성하고 다양한 신호를 여기하면서 샘플 표면 스캐닝에서 전자빔을 만드는 것입니다.
전자신호 수집 및 처리 시스템
샘플 챔버에서 주사 전자빔은 샘플과 상호 작용하여 2차 전자, 후방 산란 전자, X선, 흡수된 전자, 오제 전자 등을 포함한 다양한 신호를 생성합니다. 위의 신호에서 가장 중요한 것은 시료 표면 아래 수 nm ~ 수십 nm 영역에서 생성된 입사 전자에 의해 여기된 시료 원자의 외부 전자인 2차 전자와 그 생성입니다. 비율은 주로 샘플의 형태와 구성에 따라 달라집니다. 주사전자현미경 이미지는 일반적으로 2차 전자 이미지라고 하며, 이는 샘플의 표면 형태를 연구하는 데 가장 유용한 전자 신호입니다. 2차 전자 검출기(그림 15 (2)의 프로브는 신틸레이터이며, 전자가 신틸레이터에 닿으면 1에서 빛이 생성되고, 이 빛은 광파이프를 통해 광전 증배관으로 전달되며, 광 신호는 전류 신호로 변환된 다음 프리앰프와 비디오 증폭을 통해 전류 신호가 전압 신호로 변환되고 마지막으로 브라운관의 게이트로 전송됩니다.
