Kớnh hiển vi điện tử quột (tiếng Anh: Scanning Electron Microscope, thường viết tắt là SEM), là một loại kớnh hiển vi điện tử cú thể tạo ra ảnh với độ phõn giải cao
của bề mặt mẫu vật bằng cỏch sử dụng một chựm điện tử (chựm cỏc electron) hẹp quột trờn bề mặt mẫu. Việc tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thụng qua việc ghi nhận và phõn tớch cỏc bức xạ phỏt ra từ tương tỏc của chựm điện tử với bề mặt mẫu vật.
Hỡnh 2.5 Kớnh hiển vi điện tử quột (SEM)
Nguyờn lý tạo ảnh:
Hoạt động của hiển vi điện tử quột cũng tương tự như việc dựng một chựm sỏng chiếu trờn bề mặt, và quan sỏt hỡnh ảnh bề mặt bằng cỏch thu chựm sỏng phản xạ. Điện tử được phỏt ra từ sỳng phúng điện tử (cú thể là phỏt xạ nhiệt, hay phỏt xạ trường...), sau đú được tăng tốc. Thế tăng tốc của SEM thường chỉ từ 10 kV đến 50 kV vỡ sự hạn chế của thấu kớnh từ, việc hội tụ cỏc chựm điện tử cú bước súng quỏ nhỏ vào một điểm kớch thước nhỏ sẽ rất khú khăn. Điện tử được phỏt ra, tăng tốc và
hội tụ thành một chựm điện tử hẹp (cỡ vài trăm Angstrong đến vài nanomet) nhờ hệ thống thấu kớnh từ, sau đú quột trờn bề mặt mẫu nhờ cỏc cuộn quột tĩnh điện. Sự tạo ảnh trong SEM và cỏc phộp phõn tớch được thực hiện thụng qua việc phõn tớch cỏc bức xạ được phỏt ra khi điện tử tương tỏc với bề mặt mẫu vật. Cỏc bức xạ chủ yếu gồm:
Điện tử thứ cấp: Đõy là chế độ ghi ảnh thụng dụng nhất của kớnh hiển vi điện tử
quột, chựm điện tử thứ cấp cú năng lượng thấp (thường nhỏ hơn 50 eV) được ghi nhận bằng ống nhõn quang nhấp nhỏy. Vỡ chỳng cú năng lượng thấp nờn chủ yếu là cỏc điện tử phỏt ra từ bề mặt mẫu với độ sõu chỉ vài nanomet, do vậy chỳng tạo ra ảnh ba chiều của bề mặt mẫu.
Điện tử tỏn xạ ngược: Điện tử tỏn xạ ngược là chựm điện tử ban đầu khi tương
tỏc với bề mặt mẫu bị bật ngược trở lại, do đú chỳng thường cú năng lượng cao. Sự tỏn xạ này phụ thuộc rất nhiều vào vào thành phần húa học ở bề mặt mẫu, do đú ảnh điện tử tỏn xạ ngược rất hữu ớch cho phõn tớch về độ tương phản thành phần húa học. Ngoài ra, điện tử tỏn xạ ngược cú thể dựng để ghi nhận ảnh nhiễu xạ điện tử tỏn xạ ngược, giỳp cho việc phõn tớch cấu trỳc tinh thể (chế độ phõn cực điện tử). Ngoài ra, điện tử tỏn xạ ngược phụ thuộc vào cỏc liờn kết điện tại bề mặt mẫu nờn cú thể đem lại thụng tin về cỏc đụmen sắt điện.
Ứng dụng cơ bản:
Quan sỏt bề mặt mẫu do đú cú thể giỳp ta xỏc định được thành phần húa học và liờn kết ở bề mặt mẫu.