میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM) Scanning Electron Microscope) 

تجهیزاتتصویر برداری

نوشته شده توسط:

میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM) Scanning Electron Microscope)

میکروسکوپ الکترونی روبشی یا SEM نوعی میکروسکوپ الکترونی است که قابلیت عکس‌برداری از سطوح با بزرگنمایی ۱۰ تا ۵۰۰۰۰۰ برابر با قدرت تفکیکی کمتر از ۱ تا ۲۰ نانومتر (بسته به نوع نمونه) را دارد. در مواردی که میکروسکوپ نوری قابلیت ایجاد رزولوشن مناسب یا بزرگنمایی کافی برای تصاویر نداشته باشد، از آنالیز SEM استفاده می شود. کاربردها شامل آنالیز شکست، آنالیز ابعادی، مشخصه یابی فرایندی، مهندسی معکوس و تعیین جزء می باشد. نخستین تلاش‌ها در توسعهٔ میکروسکوپ الکترونی روبشی به سال ۱۹۳۵ باز می‌گردد که در سال ۱۹۳۸ با اضافه کردن پیچه‌های جاروب‌کننده به یک میکروسکوپ الکترونی عبوری، میکروسکوپ الکترونی عبوری-روبشی ساخته شد.

نمونه

در این تکنیک برای تصویر برداری در بزرگنمایی های بالا به یک پایه ی نمونه نیاز است که به صورت پایدار نمونه را نگه داشته و به آرامی حرکت کند. پایه نمونه برای یک میکروسکوپ الکترونی روبشی می تواند حرکت های زیر را انجام دهد: حرکت افقی (X,Y)، حرکت عمودی (Z)، کج کردن نمونه (T) و چرخش (R). حرکت های X و Y برای انتخاب میدانی از دید استفاده می شوند؛ در حالی که حرکت Z تغییرات وضوح تصویر و عمق کانونی را فراهم می کند.

نمونه ها برای این روش می توانند به دو صورت توده ای یا پودری باشند. نمونه های توده ای توسط خمیر رسانا یا نوار چسب دو طرفه رسانا روی پایه ی نمونه ثابت نگهداشته می شوند. همچنین در نمونه های پودری، ماده روی یک خمیر یا نوار چسب دو طرفه ی رسانا، به طور وسیع پاشیده می شوند. از طرف دیگر، برخی نمونه ها می توانند با روش سوسپانسیون آماده شوند. در این روش، نمونه ها در یک محیط دیسپرسیون (حلال آلی، آب و غیره)، پراکنده شده، روی یک فویل آلومینیومی یا یک لایه Si ریخته و نهایتا خشک می شوند.

تصویر SEM از قهوه

 

کاربردها

  • ارزیابی جهت کریستالوگرافی اجرایی نظیر دانه‌ها، فازهای رسوبی و دندریت‌ها بر روی سطوح آماده‌شده
  • بررسی قطعات نیمه‌هادی برای آنالیز شکست، کنترل عملکرد و تأیید طراحی
  • شکست نگاری
  • متالوگرافی
  • میکروآنالیز عنصری و مشخصه یابی ذره

توانایی ها

  • آنالیز سریع نسبتا کم هزینه و بدون محدودیت در شکل نمونه
  • توانایی تصویر برداری به صورت سه بعدی
  • تصویربرداری از سطوح در بزرگنمایی۱۰ تا ۵۰۰۰۰۰ برابر با قدرت تفکیک کمتر از ۱ تا ۲۰ نانومتر (بسته به نمونه)
  • انالیز عنصری

محدودیت ها

  • کیفیت تصویر سطوح تخت نظیر نمونه‌هایی که پولیش و اچ متالوگرافی شده‌اند، معمولاً در بزرگنمایی کمتر از ۳۰۰ تا ۴۰۰ برابر به خوبی میکروسکوپ نوری نیست.
  • قدرت تفکیک حکاکی بسیار بهتر از میکروسکوپ نوری است، ولی پایین‌تر از میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ عبوری روبشی است.
  • سازگاری با خلأ معمولا مورد نیاز است.
  • نیاز به سیاه قلم برای ایجاد کنتراست (تضاد).
  • ممکن است SEM نمونه را برای آنالیزهای بعدی از بین ببرد.
  • محدودیت اندازه ممکن است نیاز به برش نمونه داشته باشد.
  • رزولوشن نهایی به شدت تابع نمونه و آماده سازی است.

One Reply to “میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM) Scanning Electron Microscope) ”

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *