CHƢƠNG 2 KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu tính chất mẫu
2.2.5. Kính hiển vi điện tử (SEM)
Kính hiển vi điện tử (Scanning Electron Microscope-SEM) là thiết bị có nhiều ứng dụng trong khoa học và đời sống. Nó đƣợc dùng để tái tạo hình ảnh bề mặt mẫu ở cấp độ vài nm với độ phóng đại tốt hơn rất nhiều các kính hiển vi quang học. Do tiêu cự của chùm điện tử dùng trong SEM có thể thay đổi nên nó thích hợp để nghiên cứu bề mặt cấu trúc. Ngồi ra, nó có thể dùng để xác định thành phần hóa học của vật liệu, tính chất huỳnh quang, sự hình thành các domain từ. Về nguyên lý, mẫu vật đƣợc chiếu bởi một chùm điện tử hội tụ và quét qua bề mặt mẫu. Chùm điện tử này xuyên vào mẫu và sinh ra nhiều loại tín hiệu phát ra từ diện tích bắn phá (Hình 2.12). Thơng qua việc phân tích các tín hiệu phát ra này, bộ xử lý tín hiệu sẽ dụng lại ảnh hình thái vi mơ bề mặt mẫu.
Hình 2.12: Nguyên lý của phép đo SEM.
Các chế độ đo SEM thƣờng đƣợc sử dụng là:
Chế độ đo điện tử thứ cấp SE: Năng lƣợng điện tử thứ cấp dùng để tạo ảnh vào khoảng 0-30 eV. Các điện tử này thu đƣợc từ vùng nằm sâu trong mẫu khoảng 5 nm.
Chùm điện tử tới
Điện tử tán xạ ngƣợc
Điện tử truyền qua Huỳnh quang cathod
X- Rays
Điện tử hấp thụ Điện tử thứ cấp
Chế độ đo điện tử tán xạ ngược BE: Điện tử với năng lƣợng vài keV cho đến năng
lƣợng của chùm điện tử bắn phá (cỡ 15 – 30 keV) đƣợc thu để tạo ảnh. Các điện tử này là từ chùm điện tử bị bật ngƣợc lại do va chạm đàn hồi với mẫu. Chúng đến từ vùng 0,5 µm ở trong mẫu nên cho ta thơng tin về tính chất khối của mẫu.
Hình 2.13: Sơ đồ khối của phép đo SEM.
Tín hiệu thu đƣợc đƣợc khuếch đại và thể hiện trên màn hình máy tính (Hình 2.13). Các ảnh SEM trong luận văn đƣợc chụp từ hệ đo NanoSEM 450 (FEI, Mỹ), tại Khoa Vật lý, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội.