Úvod do hlavních aplikací rastrovací elektronové mikroskopie
Rastrovací elektronový mikroskop je multifunkční přístroj s mnoha vynikajícími vlastnostmi a je jedním z nejpoužívanějších přístrojů, který dokáže provádět následující základní analýzy:
(1) Pozorování a analýza trojrozměrné morfologie;
(2) Kompoziční analýza mikroregionů při sledování morfologie.
(1) Pozorování nanomateriálů. Takzvané nanomateriály jsou pevné materiály, které se získávají lisováním pod tlakem za podmínky udržení čistého povrchu, když je velikost částic nebo mikrokrystalů tvořících materiál v rozmezí 0,1 až 100 nm. Nanomateriály mají mnoho jedinečných fyzikálně-chemických vlastností, které se liší od vlastností krystalického a amorfního stavu. Nanomateriály mají širokou perspektivu rozvoje a stanou se klíčovým směrem budoucího materiálového výzkumu. Důležitou vlastností rastrovacího elektronového mikroskopu je jeho vysoké rozlišení, které se dnes hojně využívá k pozorování nanomateriálů.
② Provést analýzu lomu materiálu. Další důležitou vlastností rastrovacího elektronového mikroskopu je velká hloubka ostrosti, obraz je bohatý na trojrozměrný smysl. Hloubka ostrosti rastrovacího elektronového mikroskopu než transmisního elektronového mikroskopu je 10krát větší než u optického mikroskopu stokrát větší. Vzhledem k tomu, že hloubka ostrosti obrazu je velká, takže obraz rastrovacího elektronu je bohatý na trojrozměrný smysl, s trojrozměrnou formou může poskytnout mnohem více informací než jiné mikroskopy, je tato funkce pro uživatele velmi cenná. Rastrovací elektronový mikroskop ukazuje morfologii lomu z hlubokého úhlu, velká hloubka pole představuje podstatu lomu materiálu, ve výuce, vědeckém výzkumu a výrobě, má nezastupitelnou roli v analýze příčiny lomu materiálu, analýze příčina nehod a přiměřenost procesu je mocným prostředkem určování.
③ Přímé pozorování původního povrchu velkého vzorku. Může přímo pozorovat vzorek o průměru 100 mm, výšce 50 mm nebo větších velikostech bez jakéhokoli omezení tvaru vzorku a lze také pozorovat drsné povrchy, což eliminuje potíže s přípravou vzorků a může skutečně pozorovat samotný vzorek jako materiálovou složku odlišné výstelky (zpětně odražený elektronový obraz).
④Pozorování silných vzorků. Při pozorování tlustých vzorků je možné získat vysoké rozlišení a nejrealističtější vzhled. Rozlišení rastrovací elektronové mikroskopie je mezi rozlišením optické mikroskopie a transmisní elektronové mikroskopie. Při porovnávání pozorování tlustého preparátu, protože v transmisním elektronovém mikroskopu je nutné použít metodu složeného filmu a rozlišení složeného filmu je obvykle pouze 10 nm a pozorování neprobíhá samotného preparátu. , proto je výhodnější pozorovat tlustý vzorek rastrovacím elektronovým mikroskopem, abychom získali skutečnou informaci o povrchu vzorku.
⑤ Sledujte podrobnosti o každé oblasti vzorku. Vzorek má velmi velký pohyblivý rozsah ve vzorkové komoře. Pracovní vzdálenost ostatních mikroskopů je obvykle pouze 2-3 cm, takže se preparát smí pohybovat pouze ve dvou stupních prostoru. U rastrovacího elektronového mikroskopu je to však jiné, protože pracovní vzdálenost je velká (může být i více než 20 mm), ohnisková hloubka je velká (10krát větší než u transmisního elektronového mikroskopu) a prostor komory vzorku je také velký, takže vzorku může být umožněno mít šest stupňů volnosti pohybu ve třech stupních prostoru (tj. tři stupně posunutí prostoru, tři stupně rotace prostoru) a rozsah pohybu je velký, což je mimořádně výhodné pro pozorování nepravidelně tvarovaných vzorků detailů různých oblastí.
(vi) Pozorování vzorků pod velkým zorným polem a malým zvětšením. Zorné pole pro pozorování preparátů rastrovacím elektronovým mikroskopem je velké. V rastrovacím elektronovém mikroskopu je zorné pole F, které umožňuje současné pozorování preparátů, určeno následujícím vzorcem: F=L/M [8].
Kde F - rozsah zorného pole;
M - zvětšení pozorování;
L - velikost zářivkového stínítka trubice.
Pokud je rastrovací elektronový mikroskop pomocí 30 cm (12 palců) tubusu, zvětšení 15x, jeho zorné pole je až 20 mm. velké zorné pole, pozorování tvaru vzorku s malým zvětšením je nezbytné pro některé oblasti, jako je kriminalistické vyšetřování a archeologie.
(7) Nepřetržité pozorování od velkého zvětšení k malému zvětšení. Rozsah zvětšení je velmi široký a není potřeba časté ostření. Rozsah zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu je velmi široký (od 5 do 200,000krát plynule nastavitelné) a dobré zaostření může být od vysokých po nízké časy, od nízkých po nejvyšší časy nepřetržité pozorování, bez přeostřování, což je zvláště vhodné pro analýzu nehod.
⑧ pozorování biologických vzorků. Vzhledem k elektronickému ozáření a výskytu poškození a kontaminace vzorku je velmi malá. Srovnání s jinými režimy elektronové mikroskopie, protože pozorování elektronové sondy použité v proudu je malé (obecně asi 10-10 ~ 10-12A) velikost bodu paprsku elektronové sondy je malá (obvykle 5 nm až desítky nanometrů), energie elektronové sondy je také relativně malá (urychlovací napětí může být až 2 kV) a není pevným bodem ozařování preparátu, ale rastrovou skenovací metodou ozařování preparátu. Proto je stupeň poškození a kontaminace vzorku v důsledku elektronového ozáření velmi malý, což je zvláště důležité pro pozorování některých biologických vzorků.
