स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का सिद्धांत और संरचना

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का सिद्धांत और संरचना

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का पूरा नाम, अंग्रेजी स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसईएम) है, एक इलेक्ट्रॉनिक ऑप्टिकल उपकरण है जिसका उपयोग वस्तुओं की सतह संरचना का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है।

1. इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप स्कैनिंग का सिद्धांत

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का निर्माण पदार्थ के साथ इलेक्ट्रॉनों की बातचीत पर आधारित है। जब उच्च-ऊर्जा मानव इलेक्ट्रॉनों का एक बीम एक सामग्री की सतह पर बमबारी करता है, तो उत्तेजना क्षेत्र माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों, ऑगर इलेक्ट्रॉनों, विशेषता एक्स-रे और सातत्य एक्स-रे, बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉनों, ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉनों और दृश्यमान, पराबैंगनी में विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्पन्न करता है। , और अवरक्त क्षेत्र। . इसी समय, इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े, जाली कंपन (फोनोन), और इलेक्ट्रॉन दोलन (प्लास्मोन) भी उत्पन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों और बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉनों का संग्रह सामग्री के सूक्ष्म आकारिकी के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकता है; एक्स-रे का संग्रह सामग्री की रासायनिक संरचना के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकता है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप नमूने की सतह पर एक अत्यंत सूक्ष्म इलेक्ट्रॉन बीम, रोमांचक माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों के साथ एक नमूने को स्कैन करके काम करते हैं। पहले क्रम के इलेक्ट्रॉनों को डिटेक्टर द्वारा एकत्र किया जाता है, वहां के स्किंटिलेटर द्वारा ऑप्टिकल सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है, और फिर फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब और एम्पलीफायरों द्वारा विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाता है, जो फॉस्फोर स्क्रीन पर इलेक्ट्रॉन बीम की तीव्रता को नियंत्रित करते हैं, और स्कैन की गई छवि प्रदर्शित करते हैं। इलेक्ट्रॉन बीम के साथ सिंक्रनाइज़ेशन में। छवियां त्रि-आयामी छवियां हैं जो नमूने की सतह संरचना को दर्शाती हैं।

2. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की संरचना

(1) लेंस बैरल

लेंस बैरल में इलेक्ट्रॉन गन, कंडेनसर लेंस, ऑब्जेक्टिव लेंस और स्कैनिंग सिस्टम शामिल हैं। इसकी भूमिका एक अत्यंत महीन इलेक्ट्रॉन बीम (लगभग कुछ नैनोमीटर व्यास) उत्पन्न करना है जो विभिन्न संकेतों को उत्तेजित करते हुए नमूने की सतह को स्कैन करता है।

(2) इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल अधिग्रहण और प्रसंस्करण प्रणाली

नमूना कक्ष में, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन बीम माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों, बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉनों, एक्स-रे, अवशोषित इलेक्ट्रॉनों, रूसी (बरमा) इलेक्ट्रॉनों, और अधिक सहित विभिन्न संकेतों को उत्पन्न करने के लिए नमूने के साथ इंटरैक्ट करता है। उपर्युक्त संकेतों में, सबसे महत्वपूर्ण माध्यमिक इलेक्ट्रॉन हैं, जो नमूना परमाणुओं में घटना इलेक्ट्रॉनों द्वारा उत्साहित बाहरी इलेक्ट्रॉन हैं, और इस क्षेत्र में नमूना सतह के नीचे कई नैनोमीटर से दसियों नैनोमीटर नीचे उत्पन्न होते हैं। पीढ़ी दर मुख्य रूप से नमूने के आकारिकी और संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवि आमतौर पर माध्यमिक इलेक्ट्रॉन छवि को संदर्भित करती है, जो नमूने की सतह स्थलाकृति का अध्ययन करने के लिए सबसे उपयोगी इलेक्ट्रॉनिक संकेत है। द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों का पता लगाने वाले डिटेक्टर की जांच स्किंटिलेटर है। जब इलेक्ट्रॉन स्किंटिलेटर से टकराते हैं, तो सिंटिलेटर में प्रकाश उत्पन्न होता है। यह प्रकाश प्रकाश पाइप के माध्यम से फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब को प्रेषित किया जाता है, जो प्रकाश सिग्नल को वर्तमान सिग्नल में परिवर्तित करता है, जिसे बाद में प्रीम्प्लीफिकेशन और वीडियो एम्प्लीफिकेशन के माध्यम से पारित किया जाता है, वर्तमान सिग्नल को वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करता है, जिसे अंत में ग्रिड में भेजा जाता है। चित्र ट्यूब।

(3) इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल डिस्प्ले और रिकॉर्डिंग सिस्टम

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवियों को कैथोड रे ट्यूब (पिक्चर ट्यूब) पर प्रदर्शित किया जाता है और एक कैमरे द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है। दो प्रकार की पिक्चर ट्यूब होती हैं, एक का उपयोग अवलोकन के लिए किया जाता है और इसका रिज़ॉल्यूशन कम होता है और यह एक लंबी आफ्टरग्लो ट्यूब होती है; दूसरे का उपयोग फोटोग्राफिक रिकॉर्डिंग के लिए किया जाता है और इसमें उच्च रिज़ॉल्यूशन होता है और यह एक छोटी आफ्टरग्लो ट्यूब होती है।

(4) वैक्यूम सिस्टम और बिजली आपूर्ति प्रणाली

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की वैक्यूम प्रणाली में एक यांत्रिक पंप और एक तेल प्रसार पंप होता है। बिजली आपूर्ति प्रणाली प्रत्येक घटक के लिए आवश्यक विशिष्ट शक्ति प्रदान करती है।

3. इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप को स्कैन करने का उद्देश्य

इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी को स्कैन करने का सबसे बुनियादी कार्य उच्च विभेदन पर विभिन्न ठोस नमूनों की सतहों का निरीक्षण करना है। क्षेत्र छवियों की बड़ी गहराई इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप टिप्पणियों को स्कैन करने की एक विशेषता है, जैसे: जीव विज्ञान, वनस्पति विज्ञान, भूविज्ञान, धातु विज्ञान, आदि। अवलोकन नमूना सतह, कट सतह या क्रॉस-सेक्शन हो सकते हैं। धातुकर्मी सीधे प्राचीन या घिसी-पिटी सतहों को देखकर खुश होते हैं। आसानी से ऑक्साइड सतहों, क्रिस्टल वृद्धि या संक्षारण दोषों का अध्ययन करें। एक ओर, यह कागज, वस्त्र, प्राकृतिक या संसाधित लकड़ी की बारीक संरचना की अधिक प्रत्यक्ष जांच कर सकता है, और जीवविज्ञानी इसका उपयोग छोटे, नाजुक नमूनों की संरचना का अध्ययन करने के लिए कर सकते हैं। उदाहरण के लिए: पराग कण, डायटम और कीड़े। दूसरी ओर, यह नमूने की सतह के अनुरूप त्रि-आयामी चित्र ले सकता है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में ठोस पदार्थों के अध्ययन में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, और यह अन्य उपकरणों के साथ तुलनीय है। ठोस पदार्थों के पूर्ण लक्षण वर्णन के लिए, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी।