Ein Scanelektroskop (SEM) ist ein hochauflösendes Mikroskop, das die Oberfläche einer Probe mit einem hochenergetischen Elektronenstrahl scannt, um Informationen über die Oberflächenformation und die Zusammensetzung einer Probe durch die Signale zu erhalten, die durch die Wechselwirkung von Elektronen und Substanzen erzeugt werden. Hier ist ein umfassender Leitfaden für SEM vom Prinzip zum Betrieb:

1. Arbeitsprinzip

Zu den Kernkomponenten von SEM gehören Elektropistolen, elektromagnetische Linsen, Scanspulen, Probenräume und Detektoren. Die Elektronenpistole emittiert einen Elektronenstrahl, der nach Beschleunigung und Fokussierung einen hochenergetischen Elektronenstrahl bildet, und die Scanspule steuert den Elektronenstrahl, um die Probenoberfläche zu rastern. Nachdem der Elektronenstrahl mit der Probe interagiert, werden Signale wie Sekundärelektronen, Rückstreuelektronen und charakteristische Röntgenstrahlen angeregt. Diese Signale werden vom Detektor empfangen und in elektrische Signale umgewandelt, die nach Verstärkung und Signalverarbeitung ein Bild der Probenoberfläche auf dem Display bilden.

II. Betriebsschritte

Probenvorbereitung: Die Probe muss trocken, leitfähig und magnetfrei sein. Bei nicht leitfähigen Proben ist eine Vergoldeung oder Kohlenstoffstrahlung erforderlich, um die Leitfähigkeit zu erhöhen.

Start und Initialisierung: Anschließen Sie die Stromversorgung, starten Sie das Vakuumsystem und warten Sie, bis der Vakuumgrad die Anforderungen erfüllt hat, starten Sie den Elektronenstrahl und das Computersystem.

Probenplatzierung: Fixieren Sie die Probe auf dem Probentasch und passen Sie die Höhe und Position des Probentasches an, um sicherzustellen, dass sich die Probe im Scanbereich des Elektronenstrahls befindet.

Parametereinstellung: Einstellen Sie Parameter wie Beschleunigungsspannung, Strahlstrom, Scangeschwindigkeit und Vergrößerungsvermöglichungen je nach Probeneigenschaften und Testanforderungen.

Bildbeobachtung und -anpassung: Beobachten Sie die Oberflächenbilder der Probe, passen Sie die Helligkeit und den Kontrast an, bewegen Sie den Probentesch, um die Interessengebiete zu lokalisieren, und führen Sie Fokus- und Dispersionsvorgänge durch.

Bildaufbewahrung und -verarbeitung: Aufnahme und Speicherung von Bildern, bei Bedarf zur Bildverarbeitung und -analyse.

Ausschalten: Schalten Sie den Elektronenstrahl, das Vakuumsystem und die Stromversorgung in der Reihenfolge der Bedienungsanleitung aus.

III. Anwendungsbereiche

SEM wird in den Bereichen Materialwissenschaften, Biologie, Medizin, Erdwissenschaften, Physik und Ingenieurwesen weit verbreitet, um die Oberflächenformation von Materialien zu beobachten, die Zusammensetzung und Struktur zu analysieren, die Broschmorphologie und die Ausfallmechanismen zu untersuchen.