آشنایی با ميكروسكوپ الكتروني روبشي (sem)

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: در ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مانند ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، يك پرتو الكتروني به نمونه مي.تابد. منبع الكتروني (تفنگ الكتروني) معمولاً از نوع انتشار ترمويونيكي فيلامان يا رشته تنگستني است اما استفاده از منابع گسيل ميدان براي قدرت تفكيك بالاتر، افزايش يافته است...
در ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مانند ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، يك پرتو الكتروني به نمونه مي.تابد.

شكل 5-1- تصوير الكتروني روبشي سطح یک فلز با مقیاس یک میکرون [1]
اجزاء اصلي و حالت كاري يك SEM ساده در شكل 5-2 نشان داده شده است.

شكل 5-2 – نمودار شماتيكي اجزاء اصلي يك ميكروسكوپ الكتروني روبشي[2]
منبع الكتروني (تفنگ الكتروني) معمولاً از نوع انتشار ترمويونيكي فيلامان يا رشته تنگستني است اما استفاده از منابع گسیل ميدان براي قدرت تفكيك بالاتر، افزايش يافته است معمولاً الكترون.ها بينKeV1-30 شتاب داده مي.شوند. سپس دو يا سه عدسي متمركزكننده پرتو الكتروني را كوچك مي.كنند، تا حدي كه در موقع برخورد با نمونه قطر آن حدوداً بين nm2-10 است.
استفاده..هاي عمومي 1- تصويرگرفتن از سطوح در بزرگنمايي 10 تا 100،000 برابر با قدرت تفكيك در حد 3 تا 100 نانومتر (بسته به نمونه)
2- در صورت تجهيز به آشكارساز back Scattered ميكروسكوپ.ها قادر به انجام امور زير خواهند بود:
a) مشاهده مرزدانه، در نمونه.هاي حكاكي .نشده، b) مشاهده حوزه.ها (domains) در مواد فرومغناطيس، c) ارزيابي جهت كريستالوگرافي دانه.ها با قطرهايي به كوچكي 2 تا 10 ميكرومتر، d) تصويرنمودن فاز دوم روي سطوح حكاكي.نشده (در صورتي كه متوسط عدد اتمي فاز دوم، متفاوت از زمينه باشد).
3- با اصلاح مناسب ميكروسكوپ مي.توان از آن براي كنترل كيفيت و بررسي عيوب قطعات نيمه.هادي استفاده نمود. نمونه.هايي از كاربرد 1- بررسي نمونه.هايي كه براي متالوگرافي آماده شده.اند، در بزرگنمايي بسيار بيشتر از ميكروسكوپ نوري
2- بررسي مقاطع شكست و سطوحي كه حكاكي عميق شده.اند، كه مستلزم عمق ميداني بسيار بزرگتر از حد ميكروسكوپ نوري است.
3- ارزيابي جهت كريستالوگرافي اجرايي نظير دانه.ها، فازهاي رسوبي و دندريت.ها بر روي سطوح آماده.شده براي كريستالوگرافي
4- شناسايي مشخصات شيميايي اجزايي به كوچكي چندميكرون روي سطح نمونه.ها، براي مثال،. آخال.ها، فازهاي رسوبي و پليسه.هاي سايش
5- ارزيابي گراديان تركيب شيميايي روي سطح نمونه.ها در فاصله.اي به كوچكي µm 1
6- بررسي قطعات نيمه.هادي براي آناليز شكست، كنترل عملكرد و تأييد طراحي نمونه.ها اندازه: محدوديت اندازه توسط طراحي ميكروسكوپ.هاي الكتروني روبشي موجود تعيين مي.شود. معمولاً نمونه.هايي به بزرگي 15 تا 20 سانتيمتر را مي.توان در ميكروسكوپ. قرار داد ولي نمونه.هاي 4 تا 8 سانتيمتر را مي.توان بدون جابجاكردن نمونه بررسي كرد.
آماده.سازي: مواد غيرهادي معمولاً با لايه نازكي از كربن، طلا يا آلياژ طلا پوشش داده مي..شوند. بايد بين نمونه و پايه اتصال الكتريكي برقرار شود و نمونه.هايي ريز نظير پودرها بايد روي يك فيلم هادي نظير رنگ آلومينيوم پخش شده و كاملاً خشك شوند. نمونه.ها بايد عاري از مايعاتي با فشار بخار بالا نظير آب، محلول.هاي پاك.كننده آلي و فيلم.هاي روغني باقي.مانده باشند. آناليز شيميايي در ميكروسكوپ الكتروني هر گاه الكترون.هايي با انرژي بالا به يك نمونه جامد برخورد كنند، موجب توليد اشعه X مشخصه اتم.هاي موجود در نمونه مي.شوند.
به هنگام بحث در مورد تشكيل تصوير درSEM و TEM اين پرتوهاي x تا حد زيادي ناديده گرفته مي.شود. اگر چه، با اين كار از حجم عظيمي از اطلاعات صرف.نظر مي.شود با اين حال دانشمندان در دهه 1950 متوجه اين نكته شدند و از آن زمان ميكروسكوپ.هاي الكتروني به طور فزاينده.اي براي ميكروآناليز(microanalysis) استفاده مي.شوند. عبارت ميكروآناليز به اين معني است كه آناليز مي.تواند بر روي مقدار بسيار كوچكي از نمونه، يا در بيشتر موارد بر روي قسمت بسيار كوچكي از يك نمونه بزرگتر، صورت گيرد. از آنجا كه با روش.هاي معمولي شيميايي و طيف.نگاري نمي.توان اين كار را انجام داد، ميكروآناليز در ميكروسكوپ الكتروني به صورت ابزار مهمي براي تشخيص خصوصيات انواع مواد جامد درآمده است.
اصولاً دو چيز را مي.توان از طيف پرتوx منتشر شده توسط هر نمونه تعيين نمود. اندزه.گيري طول موج (يا انرژي) هر پرتو x مشخصه منتشر شده امكان تشخيص عناصر حاضر در نمونه يا انجام آناليز كيفي را ميسر مي.سازد. اندازه.گيري تعداد هر نوع پرتوx منتشر شده در هر ثانيه، تعيين مقدار حضور عنصر در نمونه يا انجام آناليز كمّي را امكان.پذير می سازد شرايط لازم براي نمونه و دستگاه جهت آناليز كمّي به گونه.اي است كه گذر از مرحله آناليز كيفي به كمّي . به آساني ميسر نخواهد بود. محدوديت.ها 1-كيفيت تصوير سطوح تخت، نظير نمونه.هايي كه پوليش و حكاكي متالوگرافي شده.اند، معمولاً در بزرگنمايي كمتر از 300 تا 400، برابر به خوبي ميكروسكوپ نوري نيست.
2-قدرت تفكيك حكاكي بسيار بهتر از ميكروسكوپ نوري است، ولي پايين.تر از ميكروسكوپ الكتروني عبوري و ميكروسكوپ عبوري روبشي است.
مراجع : 1- E D Specht, A Goyal, D F Lee, F A List, D M Kroeger, M Paranthaman, R K Williams and D K Christen, Supercond. Sci. Technol. 11 (1998) 945–949.
2- http://mse.iastate.edu/microscopy/chamber.html ضمیمه1- فهرست SEM های موجود در کشور اسم دستگاه ميكروسكوپ الكتروني روبشي(Scanning Electron Microscopy (SEM رديف دانشگاه مدل نوع عضويت 1 دانشگاه سمنان ميكروسكوپ الكتروني XL30 / TMP عضو 2 دانشگاه بوعلي.سينا همدان مواد و ميكروسكوپ الكتروني JSM8A عضو 3 دانشگاه تهران مركز تحقيقات بيوشيمي و بيوفيزيك HHS-2R عضو 4 دانشگاه فردوسي مشهد آزمايشگاه مركزي LEO-??OVP عضو 5 دانشگاه صنعتي اصفهان آزمايشگاه مواد - عضو 6 پژوهشگاه مواد و انرژي Stereo Scan 360 عضو 7 دانشگاه صنعتي سهند مواد نانو ساختار MV2300 عضو 8 داشنگاه تربيت مدرس بخش مواد XL-30 عضو 9 دانشگاه علوم پزشكي تهران آزمايشگاه فارماكولوژي S-360 عضو 10 مركز تحقيقات بيولوژي ابن سينا - عضو 11 شركت لعاب مشهد مؤسسه تحقيقاتي پر طاووس S-360 عضو 12 پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران آزمايشگاه عمومي و مركزي S360 SEM عضو 13 دانشگاه صنعتي شريف آزمايشگاه ساختار و مواد JDM-35 عضو 14 پژوهشگاه صنعت نفت آززمايشگاه ميكروسكوپ الكتروني S-360 عضو 15 دانشگاه علم و صنعت ايران آزمايشگاه دانشكده مواد S360 عضو 16 دانشگاه تهران آزمايشگاه متالورژي و مواد S360 Mv2300 رزرو 17 مركز تحقيقات نسوز آذر S360 رزرو ضمیمه 2- فهرست مدلهای جدید SEM دستگاه Scanning electron Microscope ميكروسكوپ الكتروني روبشي رديف مدل شركت و كشور سازنده قابليت هاي جديد 1 JSM-5510 ژاپن JEOL 3.5nm 2 JSM-6060 ژاپن JEOL 3.5nm 3 JSM-6380 ژاپن JEOL 3.0nm 4 JSM-6480 ژاپن JEOL 3.0nm 5 JSM-5510LV ژاپن JEOL HV 3.5nm
LV 4.5nm 6 JSM-6060LV ژاپن JEOL HV 3.5nm
LV 4.0nm 7 JSM-6380LV ژاپن JEOL HV 3.0nm
LV 4.0nm 8 JSM-6480LV ژاپن JEOL HV 3.0nm
LV 4.0nm 9 JSM-6700F ژاپن JEOL 1.0nm
(2.2nm(1kV 10 JSM-7401F ژاپن JEOL (1.0nm(15kV
(1.5nm(1kV
(0.8nm(30k STEM 11 JSM-7700F ژاپن JEOL 0.6nm (5kV)
1.0nm (1kV)
1.0nm (15kV)
0.7nm (1kV) GB mode
12 JSM-7700F ژاپن JEOL 1.0nm
2.2nm (1kV)

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 699]