स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप कैसे काम करता है? फायदे क्या हैं?
1: स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप
चूंकि ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप टीई द्वारा चित्रित किया गया है, इसलिए यह आवश्यक है कि नमूने की मोटाई उस आकार सीमा के भीतर होनी चाहिए जिसमें इलेक्ट्रॉन किरण प्रवेश कर सके। इस प्रयोजन के लिए, विभिन्न बोझिल नमूना तैयार करने के तरीकों के माध्यम से बड़े आकार के नमूनों को ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लिए स्वीकार्य स्तर पर बदलना आवश्यक है।
क्या यह सूक्ष्म इमेजिंग के लिए नमूना सतह सामग्री के भौतिक गुणों का सीधे उपयोग कर सकता है, यह वैज्ञानिकों का लक्ष्य बन गया है।
कड़ी मेहनत के बाद, यह विचार वास्तविकता बन गया है ----- स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (स्कैनिंगइलेक्ट्रॉनिकमाइक्रोस्कोपी, एसईएम)।
एसईएम एक इलेक्ट्रॉनिक ऑप्टिकल उपकरण है जो देखे जाने वाले नमूने की सतह को स्कैन करने के लिए एक बहुत ही महीन इलेक्ट्रॉन किरण का उपयोग करता है, और इलेक्ट्रॉन किरण और नमूने के बीच बातचीत से उत्पन्न इलेक्ट्रॉनिक जानकारी की एक श्रृंखला एकत्र करता है, जिसे रूपांतरित और प्रवर्धित किया जाता है। एक छवि। यह त्रि-आयामी सतह संरचना का अध्ययन करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है।
इसका कार्य सिद्धांत है:
उच्च-वैक्यूम लेंस बैरल में, इलेक्ट्रॉन गन द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉन किरण को इलेक्ट्रॉन अभिसरण लेंस द्वारा एक पतली किरण में केंद्रित किया जाता है, और इलेक्ट्रॉनिक जानकारी (द्वितीयक इलेक्ट्रॉन) की एक श्रृंखला उत्पन्न करने के लिए नमूना सतह पर बिंदु दर बिंदु स्कैन और बमबारी की जाती है , बैक-रिफ्लेक्टेड इलेक्ट्रॉन, संचरित इलेक्ट्रॉन, अवशोषण इलेक्ट्रॉनिक्स, आदि), डिटेक्टर द्वारा विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल प्राप्त किए जाते हैं, इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर द्वारा प्रवर्धित किए जाते हैं, और फिर पिक्चर ट्यूब ग्रिड द्वारा नियंत्रित पिक्चर ट्यूब में इनपुट किया जाता है।
जब केंद्रित इलेक्ट्रॉन किरण नमूने की सतह को स्कैन करती है, तो नमूने के विभिन्न भागों की सतह के विभिन्न भौतिक और रासायनिक गुणों, सतह क्षमता, मौलिक संरचना और अवतल-उत्तल आकार के कारण, इलेक्ट्रॉन किरण द्वारा उत्तेजित इलेक्ट्रॉनिक जानकारी होती है भिन्न, जिसके परिणामस्वरूप पिक्चर ट्यूब की इलेक्ट्रॉन किरण की तीव्रता भी लगातार बदलती रहती है, और अंततः नमूने की सतह संरचना के अनुरूप एक छवि किनेस्कोप की फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर प्राप्त की जा सकती है। डिटेक्टर द्वारा प्राप्त इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल के आधार पर, नमूने की क्रमशः बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉन छवि, माध्यमिक इलेक्ट्रॉन छवि, अवशोषण इलेक्ट्रॉन छवि आदि प्राप्त की जा सकती है।
जैसा कि ऊपर बताया गया है, एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में ज्यादातर निम्नलिखित मॉड्यूल होते हैं: इलेक्ट्रॉन ऑप्टिकल सिस्टम मॉड्यूल, हाई वोल्टेज मॉड्यूल, वैक्यूम सिस्टम मॉड्यूल, माइक्रो सिग्नल डिटेक्शन मॉड्यूल, कंट्रोल मॉड्यूल, माइक्रो स्टेज कंट्रोल मॉड्यूल, आदि।
दो: स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के फायदे
1. आवर्धन
चूंकि स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की फ्लोरोसेंट स्क्रीन का आकार निश्चित है, इसलिए नमूने की सतह पर इलेक्ट्रॉन बीम के स्कैनिंग आयाम को बदलकर आवर्धन में परिवर्तन का एहसास होता है।
यदि स्कैनिंग कॉइल की धारा कम हो जाती है, तो नमूने पर इलेक्ट्रॉन बीम की स्कैनिंग सीमा कम हो जाएगी और आवर्धन बढ़ जाएगा। समायोजन बहुत सुविधाजनक है, और इसे लगातार 20 बार से लेकर लगभग 200,{2}} बार तक समायोजित किया जा सकता है।
2. संकल्प
रिज़ॉल्यूशन SEM का मुख्य प्रदर्शन सूचकांक है।
रिज़ॉल्यूशन आपतित इलेक्ट्रॉन बीम के व्यास और मॉड्यूलेशन सिग्नल के प्रकार से निर्धारित होता है:
इलेक्ट्रॉन बीम व्यास जितना छोटा होगा, रिज़ॉल्यूशन उतना अधिक होगा।
इमेजिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले विभिन्न भौतिक संकेतों के अलग-अलग रिज़ॉल्यूशन होते हैं।
उदाहरण के लिए, एसई और बीई इलेक्ट्रॉनों के नमूने की सतह पर अलग-अलग उत्सर्जन सीमाएँ होती हैं, और उनके रिज़ॉल्यूशन अलग-अलग होते हैं। आम तौर पर, एसई का रिज़ॉल्यूशन लगभग 5-10 एनएम है, और बीई का रिज़ॉल्यूशन लगभग 50-200 एनएम है।
3. क्षेत्र की गहराई
यह क्षमताओं की एक श्रृंखला को संदर्भित करता है जो एक लेंस एक साथ नमूने के विभिन्न हिस्सों पर असमानता के साथ ध्यान केंद्रित कर सकता है और छवि बना सकता है।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का अंतिम लेंस एक छोटे एपर्चर कोण और एक लंबी फोकल लंबाई को अपनाता है, इसलिए क्षेत्र की एक बड़ी गहराई प्राप्त की जा सकती है, जो सामान्य ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से 100-500 गुना बड़ा और 10 गुना बड़ा है। एक ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का।
क्षेत्र की बड़ी गहराई, मजबूत त्रि-आयामी समझ और यथार्थवादी आकार एसईएम की उत्कृष्ट विशेषताएं हैं।
SEM के नमूनों को दो श्रेणियों में बांटा गया है:
1 अच्छी चालकता वाला एक नमूना है, जो आम तौर पर अपने मूल आकार को बनाए रख सकता है और इसे बिना या थोड़ी सफाई के इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में देखा जा सकता है;
2. गैर-प्रवाहकीय नमूने, या ऐसे नमूने जो पानी खो देते हैं, गैस छोड़ते हैं, सिकुड़ जाते हैं और निर्वात में विकृत हो जाते हैं, उन्हें देखने से पहले ठीक से इलाज करने की आवश्यकता होती है।
