Πώς λειτουργούν τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης
Τα SEMs μπορούν να παράγουν εικόνες με πολύ υψηλότερη ανάλυση από τα μικροσκόπια φωτός και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την προβολή δειγμάτων που δεν είναι διαφανή στο φως. Αυτό τους καθιστά ιδανικούς για τη μελέτη των επιφανειακών χαρακτηριστικών των υλικών, όπως ρωγμές, πόρους και άλλα ελαττώματα.
Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής εξήγηση του τρόπου λειτουργίας του SEMS:
1. Η δέσμη ηλεκτρονίων παράγεται από ένα όπλο ηλεκτρονίων. Το όπλο ηλεκτρονίων αποτελείται από ένα θερμαινόμενο νήμα που εκπέμπει ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται με υψηλή τάση, που συνήθως κυμαίνονται από 1 έως 30 kilovolts (KV).
2. Η δέσμη ηλεκτρονίων επικεντρώνεται σε μια σειρά ηλεκτρομαγνητικών φακών. Οι φακοί εστιάζουν τη δέσμη σε ένα πολύ μικρό σημείο, συνήθως περίπου 1 έως 10 νανόμετρα (nm) σε διάμετρο.
3. Η δέσμη ηλεκτρονίων σαρώνεται σε όλο το δείγμα. Η σάρωση γίνεται με δύο σετ ηλεκτρομαγνητικά πηνία που εκτρέπουν τη δέσμη στις κατευθύνσεις x και y. Η δέσμη σαρώνεται σε ένα μοτίβο ράστερ, πράγμα που σημαίνει ότι κινείται σε μια σειρά παράλληλων γραμμών σε όλο το δείγμα.
4. Τα αντανακλασμένα ή εκπεμπόμενα ηλεκτρόνια ανιχνεύονται από έναν ανιχνευτή. Ο ανιχνευτής είναι συνήθως ένας σπινθηριστής που μετατρέπει τα ηλεκτρόνια σε φωτόνια. Τα φωτόνια στη συνέχεια ενισχύονται και ανιχνεύονται από ένα σωλήνα φωτομολογέλου.
5. Τα ανιχνευμένα ηλεκτρόνια χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μιας εικόνας. Η εικόνα είναι δημιουργημένη εικονοστοιχεία με εικονοστοιχείο, καθώς η δέσμη ηλεκτρονίων σαρώνει το δείγμα. Η φωτεινότητα κάθε εικονοστοιχείου αντιστοιχεί στον αριθμό των ηλεκτρονίων που ανιχνεύθηκαν σε αυτό το σημείο.
Το SEMS μπορεί να παράγει εικόνες με ανάλυση έως 1 nm, η οποία είναι πολύ υψηλότερη από την ανάλυση των μικροσκοπίων φωτός. Αυτό τους καθιστά ιδανικούς για τη μελέτη των επιφανειακών χαρακτηριστικών των υλικών, όπως ρωγμές, πόρους και άλλα ελαττώματα. Τα SEMs μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την προβολή δειγμάτων που δεν είναι διαφανή στο φως, όπως μέταλλα, κεραμικά και πλαστικά.
Τα SEMs χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της επιστήμης των υλικών, της μηχανικής, της βιολογίας και της γεωλογίας.
