b) Phương phỏp B:
2.2.5.Khảo sỏt bằng kớnh hiển vi điện tử quột (SEM)
Kớnh hiển vi điện tử quột (SEM) là thiết bị dựng để chụp ảnh vi cấu trỳc theo nguyờn lý quột, với độ phúng đại lớn gấp nhiều lần so với kớnh hiển vi quang học, vỡ bước súng của chựm tia điện tử nhỏ hơn rất nhiều so với bước súng của ỏnh sỏng vựng khả kiến. Ở kớnh hiển vi điện tử quột, một chựm tia điện tử đi qua cỏc thấu kớnh điện tử hội tụ lại thành một điểm rất nhỏ, và điều khiển chựm tia này quột theo hàng, theo cột, với một diện tớch rất nhỏ lờn bề mặt mẫu nghiờn cứu. Chựm tia điện tử khi chiếu vào mẫu làm cho từ mẫu thoỏt ra cỏc điện tử thứ cấp, photon, tia X, .v.v. Với mỗi một loại điện tử, tia X thoỏt ra từ mẫu mang một thụng tin, phản ỏnh một tớnh chất nào đú ở chỗ tia điện tử tới đập vào mẫu. Vớ dụ, khi điện tử đú chiếu vào chỗ lồi trờn mẫu thỡ cỏc điện tử thứ cấp thoỏt ra nhiều hơn so với khi chiếu vào chỗ lừm. Vậy căn cứ vào điện tử thứ cấp, ta cú thể biết được chỗ lồi hay chỗ lừm trờn mẫu nghiờn cứu.
Hỡnh 2.9. Sơ đồ khối của kớnh hiển vi điện tử quột.
Hỡnh 2.9 là sơ đồ nguyờn lý của hệ đo kớnh hiển vi điện tử quột này. Người ta tạo ảnh bằng cỏch dựng một ống tia điện tử, cho tia điện tử từ ống này quột trờn màn hỡnh một cỏch rất đồng bộ với tia điện tử quột trờn mẫu, chỉ cú biờn độ quột là khỏc nhau: ở mẫu biờn độ quột d nhỏ, ở màn hỡnh biờn độ quột D lớn hơn. Người ta bố trớ detector để thu tớn hiệu từ mẫu phỏt ra khi điện tử chiếu vào quột trờn bề mặt mẫu và dựng tớn hiệu này khuếch đại lờn để điều khiển cường độ sỏng của chựm tia điện tử quột trờn màn hỡnh. Kết quả là tia điện tử quột trờn mẫu đến chỗ nào cú tớn hiệu phỏt ra mạnh thỡ điểm tương ứng trờn màn hỡnh sẽ sỏng mạnh và ngược lại chỗ nào trờn mẫu tớn hiệu phỏt ra yếu, chỗ tương ứng trờn màn hỡnh sẽ sỏng yếu. Thớ dụ: bố trớ detector thu tớn hiệu là điện tử thứ cấp, tia điện tử quột trờn mẫu đến chỗ lồi thỡ nhiều điện tử thứ cấp phỏt ra, điểm tương ứng trờn màn hỡnh sỏng, tia điện tử quột đến chỗ lừm trờn mẫu thỡ ớt điện tử thứ cấp phỏt ra, chỗ tương ứng trờn màn hỡnh tối. Như vậy, những chỗ sỏng tối trờn màn hỡnh ứng với chỗ lồi lừm trờn mẫu. Kớch
Đầu dũ điện tử thứ cấp Cỏc thấu kớnh từ Cỏc cuộn dõy quột Điện cực Anốt Sỳng điện tử Chựm tia điện tử Bộ quột màn hỡnh Đầu dũ điện tử tỏn xạ ngược Mẫu đo
thước của ảnh tạo ra trờn màn hỡnh lớn gấp D/d kớch thước điện tử quột tương ứng trờn mẫu, nghĩa là ảnh tạo ra bằng phương phỏp quột cú độ phúng đại là M = D/d. Cú thể dễ dàng thay đổi độ phúng đại này bằng cỏch thay đổi biờn độ quột trờn màn hỡnh. Kớnh hiển vi điện tử quột cho ta ảnh bề mặt với độ phúng đại cao, độ sõu rất hữu hiệu trong việc nghiờn cứu bề mặt mẫu [2]. Cỏc ảnh SEM được thực hiện trờn thiết bị kớnh hiển vi điện tử quột phỏt xạ trường S - 4800 (hóng Hitachi, Nhật), với độ phúng đại của hệ lờn đến 800.000 lần, thuộc viện Khoa học Vật liệu.
Chương 3