Phương phỏp hiển vi điện tử quột viết tắt là SEM (Scanning Electron Microscopy) được sử dụng rất rộng rói để khảo sỏt hớnh thỏi bề mặt và cấu trỳc lớp mỏng dưới bề mặt trong điều kiện chõn khụng với độ phúng đại và độ phõn giải lớn gấp hàng nghớn lần so với kỡnh hiển vi quang học. Độ phúng đại của chỳng nằm trong khoảng từ 10 đến 1 triệu lần (trong khi đú của kỡnh hiển
- 40 -
vi quang học là từ 1 đến 1000 lần). Độ phõn giải vào khoảng cỡ vài nanomet (10-6 mm), cũn của kỡnh hiển vi quang học là vài micromet (10-3 mm). Ngoài ra SEM cũn cho độ sõu trường ảnh lớn hơn so với kỡnh hiển vi quang học. Ngoài khả năng khảo sỏt đặc tỡnh bề mặt của vật liệu, thiết bị này cũn cú thể phõn tỡch định tỡnh cỏc nguyờn tố cú mặt trong mẫu. Khi cho chựm tia tương tỏc với bề mặt của mẫu, cỏc điện tử phản xạ ngược, cỏc điện tử này tạo nờn cỏc hớnh ảnh gồm cỏc vựng trắng ứng với cỏc nguyờn tố nặng cho cỏc điện tử phản xạ ngược mạnh và vựng tối ứng với cỏc nguyờn tố nhẹ cho cỏc điện tử phản xạ ngược yếu. Nguyờn lý cấu tạo và hoạt động của kỡnh hiển vi điện tử quột (SEM) được trớnh bày trờn hớnh 2.1.
Hỡnh 2.1 - Cấu tạo của kớnh hiển vi điện tử quột SEM
1- Nguồn phỏt điện tử đơn sắc; 2- Thấu kớnh điện tử; 3-Mẫu nghiờn cứu; 4-Detector điện tử thứ cấp; 5- Detector điện tử xuyờn qua; 6- Khuếch đại tớn hiệu; 7- Bộ lọc tia
Tia điện tử rất mảnh (cỡ vài đến vài chục nanomet) phỏt ra từ nguồn 1, được hệ thấu kỡnh 2 làm hội tụ rồi quột lờn mẫu 3 nhờ hệ lỏi tia 8. Một hay nhiều detector 4 thu nhận điện tử thứ cấp phản xạ từ mẫu 3, được đồng bộ húa với tỡn hiệu thu nhận từ detector 5 (tia xuyờn qua), sau khi khuếch đại ở 6 được chiếu lờn màn huỳnh quang 7, cho hớnh ảnh cấu trỳc của mẫu.
- 41 -
Mẫu vật liệu sau tổng hợp đem chụp ảnh SEM trờn mỏy S4800- Hitachi tại Viện Khoa học vật liệu - Viện Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam.