Chương 1 TỔNG QUAN
1.6.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét SEM
SEM là loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu cần phân tích bằng cách sử dụng một chùm electron hẹp quét trên bề mặt mẫu. Chùm electron sẽ tương tác với các nguyên tử nằm gần hoặc tại bề mặt mẫu phân tích và sinh ra các tín hiệu (bức xạ) chứa các thơng tin về hình ảnh của bề mặt mẫu, thành phần nguyên tố và các tính chất như tính chất dẫn điện.
Tương tác của chùm electron với mẫu được mô tả trong Hình 1.19. Chùm electron khơng chỉ tương tác với bề mặt mẫu mà cịn có thể đi sâu vào thể tích mẫu. Năng lượng của điện tử càng lớn thì thể tích tương tác càng lớn và quãng đường điện tử đi được trong mẫu càng dài. Hiệu điện thế giữa nguồn phát và đối catot có thể thay đổi trong khoảng 50 V đến 30 kV và kích thước chùm tia cũng có thể được điều chỉnh, tùy theo yêu cầu phân tích đối với các loại mẫu khác nhau cũng như yêu cầu về độ phân giải và độ sắc nét...
Việc thu nhận các electron do tán xạ đàn hồi (electron tán xạ ngược) và không đàn hồi (electron thứ cấp) trên và gần bề mặt mẫu có vai trị quan trọng trong việc tạo ảnh và tạo độ tương phản cho ảnh SEM. Ngoài ra, các bức xạ sinh ra trong quá trình tương tác của điện tử với mẫu như tia X đặc trưng, tia X huỳnh quang ...cũng có vai trị quan trọng trong các phương pháp phân tích cấu trúc tinh thể, thành phần nguyên tố của mẫu bằng SEM.
Hình 1.17. Tương tác của chùm electron với mẫu
Phân tích tín hiệu của SEM một cách đầy đủ sẽ cung cấp nhiều thông tin về mẫu như sau:
- Đặc trưng của bề mặt: bề mặt của mẫu như thế nào, texture trên bề mặt - Hình thái bề mặt: hình dạng và kích thước các hạt, phân bố hạt
- Thành phần của mẫu, cũng như thông tin về tinh thể, sự sắp xếp của các nguyên tử ...
Ưu điểm của SEM là độ phân giải cao, cường độ ảnh cao và dễ lưu trữ, xử lý. Hơn nữa, SEM là một phương pháp phân tích nhanh, ít tốn mẫu và không phá hủy mẫu nên có thể thực hiện lặp lại nhiều lần để thu được ảnh tốt nhất. Tuy nhiên, phương pháp này cũng đòi hỏi yêu cầu chuẩn bị mẫu cao hơn, tốt nhất là mẫu ở trạng thái rắn và bền trong môi trường chân không hoạt động của máy, không bị bay hơi hay sinh ra những hợp chất bay hơi. Đối với mẫu không dẫn điện cần được phủ lớp dẫn điện để tránh bị tích điện bề mặt.