Các bộ phận chính của SEM bao gồm: 1-Nguồn phát điện tử đơn sắc; 2-Thấu kính điện tử; 3-Mẫu nghiên cứu; 4-Detector điện tử thứ cấp; 5-Detector điện tử xuyên qua; 6-Khuếch đại tín hiệu; 7-Bộ lọc tia.
SEM là một trong các phương pháp chụp ảnh bề mặt của mẫu. Trong SEM, ch m điện tử sơ cấp được gia tốc b ng điện thế từ 1 đến 50 kV giữa catot và anot rồi đi qua thấu kính hội tụ quét lên bề mặt mẫu đặt trong buồng chân không.
Ch m điện tử có đường kính từ 1 đến 1 nm mang d ng điện từ 10-10 đến 10-12 A trên bề mặt mẫu Do tương tác của ch m điện tử tới lên bề mặt mẫu, chùm điện tử thử cấp hoặc điện tử phản xạ ngược được thu lại và chuyển thành ảnh biểu th bề mặt màng.
Độ phân giải của SEM c 30 A0, kích thước nhỏ nhất của mẫu có thể là 0,1 mm và lớn nhất khoảng 5 mm Ch m tia điện tử hội tụ lên mẫu tạo ra v ng tương tác có đường kính và chiều sâu khoảng 1μm.
Tuy nhiên ảnh SEM chỉ tạo thành từ các điện tử thứ cấp đi từ độ s u dưới 100A0. Cho nên đối với các màng quá mỏng không nên sử dụng SE để khảo sát cấu trúc bề mặt, vì kết quả nhận được có thể b ảnh hưởng của bề mặt đế.
1.4.3 Phân tích tính chất quang của màng mỏng bằng quang phổ kế
Hình 1.10 là sơ đồ nguyên lí đo phổ truyền qua và phổ phản xạ của quang phổ kế vùng nhìn thấy hoặc vùng hồng ngoại gần.
Tùy thuộc vùng phổ khảo sát, một trong hai nguồn sáng được d ng là đèn có phổ liên tục với ước sóng trong vùng khả kiến hay vùng hồng ngoại.
Bức xạ vùng UV-VIS (Ultraviolet-Visible) được chia thành ba vùng nhỏ: - Vùng tử ngoại ch n khơng (UV xa): có ước sóng từ 50 nm đến 200 nm. Vùng
này khơng được ứng dụng trong thực nghiệm đo đạc do có năng lượng quá lớn, va chạm mạnh sẽ gây v liên kết phân tử ơn nữa, nó lại dễ dàng b hấp thụ bởi thạch anh và ôxy.
- Vùng ánh sáng khả kiến: ước sóng từ 340 nm đến 800 nm.
Máy quang phổ UV-VIS sử dụng ánh sáng trong hai vùng tử ngoại gần và khả kiến, hoạt động dựa trên nội dung đ nh luật Lambert- eer: Khi chiếu một ch m sáng đơn sắc đi qua một môi trường vật chất (dung d ch, khối, màng mỏng…) thì cường độ của tia sáng an đầu I0 sẽ giảm đi chỉ còn là I
Chùm sáng với phổ liên tục từ đèn được phản xạ trên gương tới thiết b lọc sắc. Sau khi qua thiết b lọc sắc ch m sáng đi tới cách tử nhiễu xạ. Thiết b lọc sắc và cách tử tạo ra tia với độ đơn sắc nhất đ nh. Tia này phản xạ tới gương án mạ, một phần truyền qua gương, phần phản xạ còn lại được đưa đến mẫu chuẩn và mẫu đo Trong phép đo độ truyền qua, một tia truyền qua mẫu rồi tới detector. Trong phép đo độ phản xạ, các ch m tia được phản xạ tương ứng trên mẫu và trên mẫu chuẩn Trong trường hợp này mẫu chuẩn thường là gương có độ phản xạ cao. Các tín hiệu quang từ hai ch m tia được biến đổi thành tín hiệu điện và được so sánh để có độ truyền qua hoặc độ phản xạ tương ứng với phép đo tại mỗi ước sóng trong vùng phổ khảo sát.