Hiển vi điện tử quét (SEM-Scanning Electron Microscopy) là công cụ được
sử dụng rất rộng rãi để quan sát vi cấu trúc ở trên bề mặt của vật chất với độ phóng
đại và độ phân giải lớn gấp hàng nghìn lần so với kắnh hiển vi quang học. Độ phóng
đại của SEM nằm trong một dải rộng từ 10 đến 1 triệu lần (của hiển vi quang học từ
1 đền 1000 lần). Độ phân giải của SEM khoảng vài nanomet (10-6 mm), trong khi
của kắnh hiển vi quang học là vài micromet (10-3 mm). Ngoài ra SEM còn cho độ
sâu trường ảnh lớn hơn so với kắnh hiển vi quang học. Hình 2.1 dải làm việc của các kỹ thuật hiển vi điện tử và quang học.
Cơ sở của phương pháp hiển vi điện tử quét là như sau: Trong hiển vi điện tử mẫu bị bắn phá bằng chùm tia điện tử có độ hội tụ cao. Nếu mẫu đủ dày thì sau khi tương tác với bề mặt mẫu, các sản phẩm tương tác (các điện tử thứ cấp) sẽ đi theo một hướng khác ra khỏi bề mặt mẫu. Các điện tử thứ cấp này được thu nhận,
phân tắch và chuyển đổi thành hình ảnh trong SEM. Nếu mẫu đủ mỏng (<200nm)
thì chùm tia tới sẽ xuyên qua mẫu và đây là trường hợp của kỹ thật hiển vi điện tử
xuyên qua TEM. TEM được dùng để thăm dò các khuyết tật trong tinh thể, để khảo sát sự phân bố các pha trong kim loại.
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Huyền
54
HREM: High resolution electron microscopy - Hiển vi điện tử dải tần cao. TEM: Transmission electron microscopy - Hiển vi điện tử xuyên qua. SEM: Scanning electron microscopy - Hiển vi điện tử quét.
ớ Nguyên lý tạo ảnh SEM và phóng đại:
Hình 2.2.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của SEM
Hình 2.2 là sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động phóng đại của SEM. Quét trên bề mặt mẫu bằng một chùm tia điện tử hội tụ rất mảnh (cỡ vài đến vài chục nanomet), tắn hiệu sẽ phát ra từ mỗi điểm được quét qua. Tắn hiệu này được detecter thu nhận và biến đổi thành tắn hiệu được khuyếch đại và đưa đến điều khiển tia điện tử của ống hiển thị catôt, nghĩa là điều khiển sự sáng tối của điểm được quét tương
ứng ở trên mẫu. Do đó điểm ở trên ống hiển thị catôt tương ứng với điểm được quét trên mẫu và toàn bộ diện tắch được quét sẽ tạo ra ảnh trên màn ống hiển thị catôt.
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Huyền
55