주사전자현미경의 원리와 응용
SEM의 특징
광학 현미경 및 투과 전자 현미경과 비교하여 주사 전자 현미경은 다음과 같은 특징이 있습니다.
(1) 시료의 표면 구조를 직접 관찰할 수 있으며, 시료의 크기는 120mm×80mm×50mm까지 가능하다.
(2) 시료 준비 과정이 간단하고 얇게 자를 필요가 없습니다.
(3) 샘플 챔버 내에서 샘플을 3차원 공간에서 병진 및 회전시킬 수 있어 샘플을 다양한 각도에서 관찰할 수 있다.
(4) 피사계 심도가 크고 이미지가 입체감이 넘칩니다. 주사전자현미경은 피사계 심도가 광학현미경보다 수백 배, 투과전자현미경보다 수십 배 크다.
(5) 이미지의 배율 범위가 넓고 해상도가 비교적 높습니다. 10배에서 수십만배까지 확대할 수 있으며 기본적으로 확대경, 광학현미경에서 투과전자현미경까지의 배율 범위를 포함한다. 해상도는 광학 현미경과 투과 전자 현미경 사이이며 최대 3nm입니다.
(6) 전자빔에 의한 시료의 손상 및 오염이 비교적 적다.
(7) 형태를 관찰하면서 시료의 다른 신호도 미량 성분 분석에 사용할 수 있습니다.
주사전자현미경의 구조와 작동원리
1. 렌즈 경통
렌즈 배럴에는 전자총, 콘덴서 렌즈, 대물 렌즈 및 스캐닝 시스템이 포함됩니다. 그 기능은 매우 얇은 전자빔(직경이 수 nm 정도)을 생성하고 전자빔이 샘플 표면을 스캔하도록 하는 동시에 다양한 신호를 자극하는 것입니다.
2. 전자 신호 수집 및 처리 시스템
샘플 챔버에서 주사 전자 빔은 샘플과 상호 작용하여 2차 전자, 후방 산란 전자, X-선, 흡수 전자, Auger 전자 등 다양한 신호를 생성합니다. 위의 신호 중 가장 중요한 것은 2차 전자입니다. , 는 입사전자에 의해 여기된 시료 원자의 외부 전자로, 시료 표면 아래 수 nm ~ 수십 nm 영역에서 발생하며, 발생률은 주로 시료의 형태 및 조성에 따라 달라집니다. 소위 주사 전자 이미지는 일반적으로 샘플의 표면 형태를 연구하는 데 가장 유용한 전자 신호인 2차 전자 이미지를 말합니다. 2차 전자를 검출하는 검출기(그림 15(2)의 탐침은 섬광체이며, 전자가 섬광체에 부딪히면 1이 그 안에서 빛을 발생시키고, 이 빛은 광가이드에 의해 광전자 증배관으로 전달되고, 빛 신호는 즉, 전류신호로 변환된 후 전치증폭과 영상증폭을 거쳐 전류신호를 전압신호로 변환하여 최종적으로 브라운관의 그리드로 보낸다.
