Hình 2. 12Sơ đồ nguyên lí làm việc của SEM.
Kính hiển vi điện tử quét là một loại kính hiển vi điện tử, nó tạo ra hình ảnh của mẫu bằng cách quét mẫu bằng một chùm điện tử. Các điện tử tương
tác với các nguyên tử trong mẫu, tạo ra những tín hiệu khác nhau chứa đựng những thông tin về hình thái cũng như thành phần của mẫu. Dòng điện tử thường được quét trong máy raster và vị trí của dòng điện tử kết hợp với các tín hiệu tạo ra hình ảnh. SEM có thể đạt đến độ phân giải 1 nm. Nguyên lý làm việc của máy SEM được trình bày chi tiết trong hình 2.12. Các loại tín hiệu sinh ra do dòng điện tử quét là điện tử thứ cấp (secondary electrons), điện tử tán xạ ngược (back-scattered electrons), tia X đặc trưng (characteristic X ray). Detector điện tử thứ cấp là phổ biến cho tất cả các loại máy SEM. Rất ít máy có detetor dùng cho tất cả các tín hiệu. Trong đa số các trường hợp, tín hiệu từ điện tử thứ cấp (secondary electron image) hay SEM cho hình ảnh với độ phân giải cao và bộc lộ ra những chi tiết trên bề mặt có thể lên đến 1 nm. Do dòng điện tử hẹp, ảnh SEM có độ sâu 27 của trường (depth of field) lớn tạo ra bề mặt ba chiều rõ ràng rất hữu ích cho việc nghiên cứu bề mặt vật liệu.
Hình thái bề mặt và các thành phần hóa học của các vật liệu Bi0.84La0.16Fe1-xMnxO3 (x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 và 0.5) được phân tích bằng chụp ảnh kính hiển vi quét điện tử JSM-IT200 có trang bị tán xạ năng lượng tia X. Hình 2.13 mô tả hình ảnh thực của máy kính hiển vi quét điện tử JSM-IT200 dùng trong nghiên cứu này.
Hình 2. 13 Thiết bị SEM tại phòng thí nghiệm Khoa học vật liệu của Khoa Vật lí, Trường ĐH Sư Phạm-ĐH Đà Nẵng.