स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम) के सिद्धांत और अनुप्रयोग
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की विशेषताएं
ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की तुलना में, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
(i) यह नमूना सतह की संरचना को सीधे देखने में सक्षम है, और नमूने का आकार 120 मिमी x 80 मिमी x 50 मिमी जितना बड़ा हो सकता है।
(ii) नमूना तैयार करने की प्रक्रिया सरल है, इसमें पतले टुकड़ों में काटने की आवश्यकता नहीं होती।
(iii) नमूने को नमूना कक्ष में तीन डिग्री स्थान में स्थानांतरित और घुमाया जा सकता है, ताकि नमूने को विभिन्न कोणों से देखा जा सके।
(iv) क्षेत्र की गहराई बड़ी है, और छवि त्रि-आयामी अर्थ में समृद्ध है। SEM की क्षेत्र की गहराई ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में सैकड़ों गुना बड़ी है और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की तुलना में दसियों गुना बड़ी है।
(ई) छवि आवर्धन सीमा विस्तृत है, संकल्प भी अपेक्षाकृत उच्च है। एक दर्जन बार से लेकर सैकड़ों हज़ार बार तक बढ़ाया जा सकता है, इसमें मूल रूप से आवर्धक कांच, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से लेकर ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप आवर्धन सीमा तक शामिल है। ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के बीच संकल्प, 3nm तक।
(vi) इलेक्ट्रॉन किरण द्वारा नमूने की क्षति और संदूषण कम होता है।
(vii) आकृति विज्ञान का अवलोकन करते समय, नमूने से उत्सर्जित अन्य संकेतों का उपयोग सूक्ष्म-क्षेत्रीय संरचनागत विश्लेषण के लिए किया जा सकता है।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की संरचना और कार्य सिद्धांत
(ए) संरचना 1. बैरल
बैरल में इलेक्ट्रॉन गन, कंडेनसर मिरर, ऑब्जेक्टिव लेंस और स्कैनिंग सिस्टम शामिल हैं। इसकी भूमिका एक बहुत ही महीन इलेक्ट्रॉन बीम (लगभग कुछ एनएम का व्यास) का उत्पादन करना है, और विभिन्न प्रकार के संकेतों की उत्तेजना के दौरान नमूना सतह स्कैनिंग में इलेक्ट्रॉन बीम बनाना है।
इलेक्ट्रॉन सिग्नल संग्रहण और प्रसंस्करण प्रणाली
सैंपल चैंबर में, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन बीम सैंपल के साथ इंटरैक्ट करके कई तरह के सिग्नल उत्पन्न करता है, जिसमें सेकेंडरी इलेक्ट्रॉन, बैक-स्कैटर इलेक्ट्रॉन, एक्स-रे, अवशोषित इलेक्ट्रॉन, ऑगर इलेक्ट्रॉन आदि शामिल हैं। उपरोक्त सिग्नल में, सबसे महत्वपूर्ण सेकेंडरी इलेक्ट्रॉन हैं, जो सैंपल परमाणुओं में बाहरी इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो घटना इलेक्ट्रॉनों द्वारा उत्तेजित होते हैं, जो सैंपल की सतह से कुछ एनएम से लेकर दसियों एनएम के क्षेत्र में उत्पन्न होते हैं, और इसकी उत्पादन दर मुख्य रूप से सैंपल की आकृति विज्ञान और संरचना पर निर्भर करती है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवि को आमतौर पर सेकेंडरी इलेक्ट्रॉन छवि के रूप में संदर्भित किया जाता है, जो सैंपल की सतह आकृति विज्ञान का अध्ययन करने के लिए सबसे उपयोगी इलेक्ट्रॉन सिग्नल है। द्वितीयक इलेक्ट्रॉन डिटेक्टर (चित्र 15 (2) की जांच एक सिंटिलेटर है, जब इलेक्ट्रॉन सिंटिलेटर से टकराते हैं, 1 जिसमें प्रकाश उत्पन्न होता है, यह प्रकाश प्रकाश पाइप द्वारा फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब में प्रेषित होता है, प्रकाश संकेत जो एक वर्तमान संकेत में परिवर्तित हो जाता है, और फिर प्रीएम्पलीफायर और वीडियो प्रवर्धन द्वारा, वर्तमान संकेत एक वोल्टेज संकेत में परिवर्तित हो जाता है, और अंत में पिक्चर ट्यूब के गेट पर भेजा जाता है।
