CHƯƠNG 5: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HẠT NANO TỪ TÍNH
5.4. Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscop e SEM)
Kính hiển vi điện tử quét (SEM) (hình 1.22) ra đời vào những năm 70 của thế kỷ 20 và nhanh tróng trở nên phổ biến hơn TEM do: rẻ tiền hơn nhiều, không phải xử lý mẫu phức tạp như TEM, không đòi hỏi chân không cao, không phá hủy mẫu...Tuy nhiên , phần cấu tạo cũng tương tự như TEM.
Nguyên lý họat động của SEM
SEM hoạt động trên nguyên tắc dùng một chùm điện tử hẹp chiếu quét trên bề mặt mẫu, điện tử sẽ tương tác với bề mặt mẫu đo và phát ra các bức xạ thứ cấp (điện tử thứ cấp. điện tử tán xạ ngược...) và từ việc thu các bức xạ thứ cấp này, ta sẽ thu được hình ảnh vi cấu trúc tại bề mặt mẫu. Có thể hiểu việc này một cách đơn giản (tất nhiên không hoàn toàn chính xác) là dùng đèn soi lên mặt một vật và nhìn ánh sáng phản xạ để biết hình thù ra sao.
.
Độ phóng đại của SEM không nằm chính ở vật kính mà nằm ở kích thước chùm điện tử và khả năng quét của chùm điện tử (chùm điện tử càng hẹp, bước quét càng bé thì độ phóng đại càng lớn). SEM hoạt động không đòi hỏi môi trường chân không quá cao (do động năng điện tử ở SEM không lớn như TEM). Do quan sát vi cấu trúc bề mặt nên SEM có thể quan sát trực tiếp mà không cần phá hủy hay xử lý mẫu (điều này đặc biệt có ý nghĩa cho việc quan sát các linh kiện, máy móc nhỏ hay mẫu sinh học...). Đối với các vật liệu khó quan sát, đôi khi người ta thực hiện các phép xử lý bổ sung nhằm làm tăng chất lượng ảnh:
- Mài bóng (mài cơ, mài bột mịn)
- Tẩm thực, ăn mòn hóa học. Việc ăn mòn hóa học nhằm làm ăn hết các biên hạt, giúp cho các hạt lộ ra rõ hơn.
- Phủ cực: Tức là phủ một lớp vàng rất mỏng (chỉ vài Angstron) lên bề mặt, nhằm làm tăng độ dẫn và tăng độ phản xạ với các điện tử do đó làm tăng độ phân giải của ảnh SEM. Điểm kém của SEM là chỉ cho hình ảnh vi cấu trúc bề mặt, không tạo được ảnh nhiễu xạ điện tử nhưng nó dễ sử dụng hơn và rẻ tiền hơn.
Hình 1.22. Kính hiển vi điện tử quét Hitachi S-3000N