Chương 1 Tổng quan về vật liệu bỏn dẫn ZnO
2.2. Một số phương phỏp khảo sỏt tớnh chất của vật liệu ZnO
2.2.2.2. Kớnh hiển vi điện tử quột
Kớnh hiển vi điện tử quột (SEM) là một loại kớnh hiển vi điện tử khỏc. Trong phương phỏp này người ta khụng cho chựm electron đi xuyờn qua mẫu mà quột trờn bề mặt mẫu. Tớn hiệu phỏt ra từ mẫu (nghĩa là cỏc electron thứ cấp) được thu nhận và ảnh được tạo ra bằng cỏch đồng bộ hoỏ chỳng với vị trớ chựm. SEM cho ảnh bề mặt của vật rắn với độ phúng đại lờn tới hàng chục nghỡn lần (tuy nhiờn độ phõn giải của kớnh hiển vi điện tử quột chưa cho phộp thấy được nguyờn tử trờn bề mặt).
Chựm electron được tạo ra bằng cỏch tương tự như trong mỏy TEM. Cỏc electron được gia tốc bằng hiệu điện thế tương đối thấp hơn (1-20 kV) so với hiệu điện thế 200 kV của mỏy TEM. Chựm được tập trung bằng thấu kớnh trờn bề mặt mẫu. Một cuộn quột được sử dụng để quột chựm điện tử dọc theo bề mặt mẫu. Chựm electron tương tỏc với bề mặt mẫu gõy ra nhiều loại bức xạ khỏc nhau (Hỡnh 2.9). Trong số đú, cỏc điện tử thứ cấp (SE) là nhiều nhất và chỳng thường được sử dụng làm tớn hiệu để tạo ảnh trong SEM. Cỏc điện tử thứ cấp là cỏc điện tử cú năng lượng nhỏ thoỏt ra từ mẫu khi chựm sơ cấp chiếu tới mẫu. Cỏc electron này được thu lại và đếm bởi detector. Mỗi loại tia nờu trờn đều phản ỏnh một đặc điểm của mẫu tại nơi mà chựm electron chiếu tới. Vớ dụ, số electron thứ cấp phỏt ra phụ thuộc vào độ lồi lừm ở bề mặt mẫu, số electron tỏn xạ ngược phụ thuộc nguyờn tử số.
Hỡnh ảnh khi đú cú thể thu được bằng cỏch đồng bộ hoỏ tớn hiệu thu được với vị trớ của đầu dũ.
Mặt khỏc cỏc electron thứ cấp bị tỏn xạ ngược (BSE) cú thể được sử dụng để phõn tớch phổ, như phổ nhiễu xạ electron tỏn xạ ngược (EBSP). Tương tự như TEM, tia X đặc trưng bị phỏt xạ và nú cho phộp tiến hành cỏc phộp đo phõn tớch thành phần của mẫu thụng qua phộp đo EDS.
Hỡnh 2.9. Tương tỏc của chựm tia điện tử với vật rắn
Hỡnh 2.10. Kớnh hiển vi điện tử quột (SEM ) JSM 5410 LV
Mặc dự khụng thể cú độ phõn giải tốt như kớnh hiển vi điện tử truyền qua nhưng kớnh hiển vi điện tử quột lại cú điểm mạnh là phõn tớch mà khụng cần phỏ hủy mẫu vật và cú thể hoạt động ở chõn khụng thấp. Một điểm mạnh khỏc của SEM là cỏc thao tỏc điều khiển đơn giản, giỏ thành của mỏy đo SEM lại thấp hơn rất nhiều so với TEM, vỡ thế SEM phổ biến hơn rất nhiều. Hỡnh 2.10 là ảnh chụp thiết bị kớnh hiển vi điện tử quột JSM 5410 LV ở Trung tõm Khoa học Vật liệu, trường Đại học Khoa học Tự nhiờn.