Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM)) là một loại kính hiển vi điện tử dùng để chụp ảnh bề mặt của mẫu bằng cách dùng chùm tia điện tử (electron) quét trên bề mặt của mẫu. Kính hiển vi điện tử quét được sử dụng trong nghiên cứu để quan sát hình thái bề mặt của mẫu trước và sau khi biến tính.
Hình 2.11. Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường tại Viện Công nghệ Nano (INT)
Nguyên lý hoạt động: Chùm điện tử phát ra từ súng phóng điện tử được tăng
tốc, nhờ vào hệ thống thấu kính từ hội tụ thành một chùm điện tử hẹp quét trên bề mặt mẫu. Chùm điện tử tương tác với bề mặt mẫu sẽ phát ra các bức xạ. Quá trình tính toán và tạo ảnh của máy được thực hiện dựa trên các bức xạ này. Các bức xạ chủ yếu gồm [27]:
- Điện tử thứ cấp SE (secondary electrons): Chùm điện tử thứ cấp có năng lượng thấp (thường nhỏ hơn 50 eV) được ghi nhận bằng ống nhận quang. Chủ yếu là các điện tử phát ra từ bề mặt của mẫu ở độ sâu chỉ vài nano mét, nên tạo ra ảnh hai chiều của bề mặt mẫu.
- Điện tử tán xạ ngược BSE (backscattered electrons): là chùm điện tử ban đầu khi tương tác với bề mặt mẫu bị bật ngược trở lại, do đó chúng thường có năng lượng cao. Sự tán xạ này phụ thuộc rất nhiều vào thành phần hóa học ở bề mặt mẫu, do đó
26 ảnh điện tử tán xạ ngược rất hữu ích cho phân tích về độ tương phản thành phần hóa học. Điện tử tán xạ ngược còn có thể dùng để ghi nhận ảnh nhiễu xạ điện tử tán xạ ngược, giúp cho việc phân tích cấu trúc tinh thể.