주사 전자 현미경의 응용

주사 전자 현미경의 응용

주사전자현미경은 여러 가지 우수한 특성을 가진 다기능 기기이며 가장 널리 사용되는 기기입니다. 다음과 같은 기본 분석을 수행할 수 있습니다.

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(1) 3차원 형상의 관찰 및 분석

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(2) 형태를 관찰하면서 미세 영역의 조성 분석을 수행한다.

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① 나노물질을 관찰한다. 소위 나노물질은 물질을 구성하는 입자 또는 결정체를 0.1 ~ 100 nm 범위에서 가압하고 표면을 깨끗하게 유지하여 얻은 고체 물질을 말합니다. 나노 물질은 결정 및 비정질 상태와 다른 많은 고유한 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있습니다. 나노소재는 개발 전망이 넓고 미래 소재 연구의 핵심 방향이 될 것입니다. 주사 전자 현미경의 중요한 특징은 고해상도로 나노 물질을 관찰하는 데 널리 사용되었습니다.

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② 재료 파단을 분석한다. 주사전자현미경의 또 다른 중요한 특징은 피사계 심도가 크고 상이 입체감이 충만하다는 점이다. 주사전자현미경의 초점심도는 투과전자현미경의 10배, 광학현미경의 수백배이다. 이미지의 심도가 크기 때문에 얻은 ​​스캔 전자 이미지는 3차원 모양을 가지며 다른 현미경보다 훨씬 더 많은 정보를 제공할 수 있습니다. 이 기능은 사용자에게 매우 유용합니다. 주사전자현미경에 의해 표시되는 골절 형태는 깊은 수준과 높은 피사계 심도의 관점에서 재료 골절의 본질을 나타냅니다. 그것은 교육, 과학 연구 및 생산에서 대체할 수 없는 역할을 합니다. 합리성의 결정과 같은 측면은 강력한 도구입니다.

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③ 큰 샘플의 원래 표면을 직접 관찰하십시오. 직경 100mm, 높이 50mm 이상의 시료를 시료의 형태에 제한 없이 직접 관찰할 수 있으며, 거친 표면도 관찰할 수 있어 시료 준비의 수고를 덜고 진정으로 샘플 관찰 샘플 자체의 다양한 재료 구성 요소의 대비(후면 반사 전자 이미지).

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④ 두꺼운 샘플을 관찰합니다. 두꺼운 시료를 관찰할 때 고해상도와 가장 사실적인 형상을 얻을 수 있습니다. 주사 전자 현미경의 해상도는 광학 현미경과 투과 전자 현미경의 중간입니다. 그러나 두꺼운 시료의 관찰을 비교할 때 투과전자현미경은 여전히 ​​라미네이션 방식을 사용하고 있고, 라미네이션의 해상도는 10nm밖에 도달할 수 없고 관찰 자체가 시료 자체가 아니므로 주사전자현미경을 사용한다. 두꺼운 샘플을 관찰하는 데 더 유리하고 실제 샘플 표면 정보를 더 많이 얻을 수 있습니다.

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⑤ 검체의 각 부분의 세부사항을 관찰한다. 샘플 챔버에서 샘플의 이동 범위는 매우 큽니다. 다른 현미경의 작동 거리는 보통 2~3cm에 불과하기 때문에 실제로는 2차원 공간에서 샘플만 이동할 수 있습니다. 그러나 주사전자현미경은 작동거리가 크고(20mm 이상 가능) 초점심도가 크고(투과전자현미경보다 10배 이상) 시료실의 공간이 넓기 때문에 따라서 샘플을 3차원 공간에 배치할 수 있습니다. 이동(즉, 3차원 공간 이동, 3차원 공간 회전)에 6 자유도가 있으며 이동 범위가 커서 편의성이 뛰어납니다. 불규칙한 모양 샘플의 각 영역의 세부 사항을 관찰합니다.

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⑥ 넓은 시야와 저배율에서 시료를 관찰한다. 주사 전자 현미경으로 관찰되는 시료의 시야가 넓습니다. 주사형 전자현미경에서 시료를 동시에 관찰할 수 있는 시야 F는 다음 공식으로 결정됩니다. F=L/M

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공식에서 F——시야 범위;

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M - 관찰할 때의 배율;

L——픽처 튜브의 스크린 크기.

주사형 전자현미경이 30cm(12인치) 브라운관을 채택하면 배율이 15배일 때 시야가 20mm에 이를 수 있다. 범죄 수사 및 고고학과 같은 일부 분야에서는 시료의 지형을 관찰하기 위한 넓은 시야와 저배율이 필요합니다.

⑦ 고배율에서 저배율까지 연속 관찰한다. 가변 배율 범위가 매우 넓어 자주 초점을 맞출 필요가 없습니다. 주사전자현미경의 배율 범위가 매우 넓고(50000에서 200000배 연속 조절 가능) 한 번 초점을 맞춘 후 고배율에서 저배율까지 지속적으로 관찰할 수 있으며, 초점을 다시 맞추지 않고 저배율에서 고배율로. 분석이 특히 편리합니다.

⑧ 생물학적 시료의 관찰. 전자 조사로 인한 시료의 손상 및 오염 정도는 매우 적습니다. 다른 전자현미경과 비교하여 관찰에 사용되는 전자 프로브의 전류가 작기 때문에(일반적으로 10 -10 ~ 10 -12A 정도) 전자 프로브의 빔 스폿 크기는 작습니다(보통 5 nm ~ 수십 나노미터), 전자 프로브의 에너지도 상대적으로 작고(가속 전압은 2kV 정도로 작을 수 있음), 샘플은 고정된 지점에서 조사되지 않고 래스터 스캐닝 방식으로 조사되므로 전자 조사로 인해 샘플의 손상 및 오염이 발생합니다. 매우 작으며 일부 생물학적 샘플을 관찰하는 데 특히 중요합니다.

⑨ 동적인 관찰을 한다. 주사전자현미경에서 영상정보는 주로 전자정보이다. 현대 전자 산업의 기술 수준에 따르면, 고속으로 변화하는 전자 정보도 어려움 없이 적시에 수신, 처리 및 저장할 수 있으므로 일부 동적 프로세스 관찰이 수행될 수 있습니다. 샘플 챔버에 가열, 냉각, 굽힘, 스트레칭 및 이온 에칭과 같은 액세서리를 설치하면 상전이 및 균열과 같은 동적 변화 과정을 TV 장치를 통해 관찰할 수 있습니다. 10 샘플의 표면 지형에서 다양한 정보를 얻습니다. 주사전자현미경은 입사전자를 이용하여 샘플과 상호작용하여 영상화를 위한 다양한 정보를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 신호처리 방식을 통해 영상에 대한 다양한 특수 표시 방식을 얻을 수 있으며 표면에서 정보를 얻을 수도 있다. 샘플의 형태. 다양한 정보를 얻습니다. 주사전자영상은 한번에 기록되지 않기 때문에 거의 100만개에 가까운 조각으로 분해되어 순차적으로 기록되기 때문에 주사전자현미경은 표면의 형태 관찰은 물론 조성과 원소까지 분석할 수 있으며, 전자 채널 패턴. 결정학적 분석을 위해 선택 영역 크기는 10μm에서 2μm까지 가능합니다.

위에서 언급한 주사 전자 현미경의 특성과 기능으로 인해 과학 연구자들은 점점 더 많은 관심을 받고 있으며 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 주사전자현미경은 재료과학(금속재료, 비금속재료, 나노재료), 야금학, 생물학, 의학, 반도체 재료 및 소자, 지질탐사, 해충 방제, 재해(화재, 고장 분석) 식별, 범죄 정찰 등에 널리 사용되어 왔다. , 보석 식별, 제품 품질 식별 및 산업 생산의 생산 공정 제어 등