กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM)

สแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

แชมป์ของการสังเกตพื้นผิวขนาดเล็ก

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดซึ่งใช้ในด้านต่างๆ เช่น ทางการแพทย์ ชีวภาพ โลหะ เซมิคอนดักเตอร์ และเซรามิก กำลังขยายขอบเขตการใช้งาน ด้วยสิ่งที่แนบมาและอุปกรณ์มากมายที่รวมกัน ความสามารถของมันจึงขยายออกไป SEM ถือได้ว่าเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ทรงพลังที่สุดที่ใช้ในสถาบัน R&D และไซต์ตรวจสอบการควบคุมคุณภาพทั่วโลก

การสังเกตโลกจุลภาคโดยใช้อิเล็กตรอน

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (ต่อไปนี้เรียกว่า "SEM") ช่วยให้สามารถสังเกตโครงสร้างพื้นผิวขนาดเล็กมากได้อย่างชัดเจน ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัล (ต่อไปนี้เรียกว่า "OM") ยิ่งกว่านั้น เนื่องจากสามารถให้ภาพที่มีระยะชัดลึกที่ลึกกว่า ทำให้สามารถสังเกตภาพ 3 มิติได้ เหมือนกับเมื่อเรามองวัตถุด้วยตาเปล่าโดยการขยายพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบซึ่งมีโครงสร้างที่หยาบกร้าน

SEM ใช้อิเล็กตรอนเพื่อแสดงภาพที่ขยายใหญ่ขึ้นของตัวอย่าง เช่นเดียวกับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (ต่อไปนี้เรียกว่า "TEM") เนื่องจากอิเล็กตรอนมีความยาวคลื่นสั้นกว่าแสง จึงทำให้เราสามารถสังเกตสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ เกินกว่าจะมองเห็นได้ด้วย OM ความละเอียดของคำหมายถึงขนาดที่เล็กที่สุดที่สามารถสังเกตได้อย่างชัดเจน (ระยะห่างระหว่างจุดที่อยู่ใกล้เคียงสองจุดสั้นที่สุด…ความละเอียดของดวงตามนุษย์คือ 0.2 มม.) ความละเอียดของ TEM คือ 0.1 ถึง 0.3nm ในขณะที่ความละเอียดของ SEM คือ 0.5 ถึง 4nm สาเหตุที่ความละเอียดของ SEM ต่ำกว่า TEM นั้นเนื่องมาจากความยาวคลื่นของอิเล็กตรอนจะยาวขึ้นเนื่องจากแรงดันไฟเร่งของอิเล็กตรอนที่ใช้ใน SEM นั้นต่ำเพียงหลาย kV ถึงหลายสิบ kV และความแตกต่างของลักษณะเฉพาะ ของเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในการบรรจบคานอิเล็กตรอน

TEM ให้ภาพที่ขยายใหญ่ขึ้นซึ่งฉายบนหน้าจอเรืองแสง โดยที่ภาพจะถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอนที่ส่งผ่าน (ผ่าน) ผ่านชิ้นงานที่เตรียมไว้แบบบาง ในการเปรียบเทียบ SEM สร้างภาพโดยใช้อิเล็กตรอนที่สะท้อนหรือสร้างขึ้นจากพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ

เหตุใดจึงสามารถสังเกตตัวอย่างด้วยอิเล็กตรอนได้

จากจุดที่ส่องสว่างด้วยลำอิเล็กตรอน สัญญาณต่างๆ เช่น อิเล็กตรอนทุติยภูมิ อิเล็กตรอนที่กระเจิงกลับ รังสีเอกซ์เฉพาะ และ cathodoluminescence

โดยปกติแล้ว Scanning Electron Microscope (SEM) จะตรวจจับอิเล็กตรอนทุติยภูมิเพื่อสร้างภาพสำหรับการสังเกต เนื่องจากความเข้มของอิเล็กตรอนทุติยภูมิที่สร้างขึ้นจะแปรผันตามมุมของอิเล็กตรอนตกกระทบบนพื้นผิวชิ้นงาน ความแปรผันที่ละเอียดอ่อนในความขรุขระของพื้นผิวสามารถแสดงได้ตามความเข้มของสัญญาณ

กรณีที่สังเกตได้ (ตัวอย่าง : คณะกรรมการดำเนินการ)

ล้างภาพ 3 มิติด้วยการใช้งานง่าย

ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับการสังเกตและวิเคราะห์พื้นผิว

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดมีหลายประเภท ตั้งแต่แบบธรรมดาที่ใช้ไส้หลอดทังสเตนเป็นแหล่งอิเล็กตรอน ไปจนถึงชนิดพิเศษกว่าซึ่งเมื่อติดตั้งปืนอิเล็กตรอนแบบปล่อยภาคสนามจะมีความละเอียดและกำลังขยายสูงขึ้น

การเพิ่มสิ่งที่แนบมา เช่น เครื่องตรวจจับรังสีเอกซ์สำหรับการวิเคราะห์ธาตุ เครื่องตรวจจับอิเล็กตรอนแบบกระเจิงสะท้อนกลับสำหรับการสังเกตองค์ประกอบ และ EBSD (การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนที่กระเจิงกลับด้วยอิเล็กตรอน) สำหรับการวิเคราะห์ผลึก ทำให้สามารถขยายความเก่งกาจในการวัดเพิ่มเติมได้

ฟังก์ชั่นต่างๆของ SEM