Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy) là thiết bị phân tích
hữu hiệu cho vật liệu nano. SEM cho phép chúng ta biết những thông tin về địa hình, hình thái học, thành phần, thông tin tinh thể học. Chữ “quét” (scanning) ở đây để thể đặc tính quét tia điện tử trên mẫu để quan sát vùng tại điện tử quét qua. Sơ đồ cấu tạo
của kính hiển vi điện tử có thể mô tả như hình 2.4.
Hình 2.4. Sơ đồ minh họa cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét
Nguyên lý hoạt động của SEM: Một dòng tia điện tử được tạo ra bằng một
nguồn phát điện tử (Electron source) và được gia tốc đến mẫu nhờ việc sử dụng một
hiệu điện thế dương, dòng điện tử này được giam giữ và hội tụ nhờ sử dụng các độ
mở kim loại. Sau đó, chùm tia điện tử đơn sắc được hội tụ và quét lần lượt lên bề mặt
đến va chạm với mẫu dẫn đến các phản ứng khác nhau xảy ra trong mẫu. Các tương
tác này sẽ được ghi nhận và chuyển thành hình ảnh bằng nhiều công cụ hỗ trợ khác nhau. Trước khi chuyển sang điểmquét tiếp theo của bề mặt mẫu, các thiết bị hỗ trợ
sẽ tính toán số các tương tác và hiển thị chúng thành một pixel trên màn hình. Quá trình này sẽ lặp đi, lặp lại cho đến khi kết thúc. Trên thiết bị TEM hoặc SEM thường
tích hợp thiết bị phân tích thành phần vật liệu bằng phương pháp phân tích phổ tán xạ
tia X –EDX (Energy Dispersive X-ray). Nguyên lý của phương pháp dựa trên tác
động của chùm tia electron lên bề mặt mẫu, tương tác này làm phát ra tia X, năng lượng photon của tia X là đặc trưng cho từng nguyên tố mà chỉ riêng nó mới có.
Chính vì thế mà có thể biết được chính xác thành phần hóa học các chất có bên trong mẫu. Thậm chí, phân bố thành phần theo từng diện tích xác định, vì tia điện tử từ
nguồn phát điện tử sê quét theo từng khu vực cụ thể. Hệ thống vi phân tích sẽ thu
thập tia X, sắp xếp thứ tự, phân bố chúng thành giản đồ năng lượng, tự động gán tên của từng thành phần hóa học có bên trong mẫu tương ứng với những đỉnh của phân
bố năng lượng.
Mẫu được phân tích bằng máy S- 4800 FESEM- Viện Khoa học Vật liệu và
Trung tâm đánh giá sai hỏngvật liệu, Viện Khoa học Vật liệu.