Phương pháp hiển vi điện tử quét được sử dụng phổ biến để xác định hình thái học (morphology) bề mặt của vật liệu [2].
Nguyên lý của phương pháp này là: Khi dùng chùm tia electron quét lên bề mặt vật liệu, các điện tử đập vào mẫu, chúng bị tán xạ và phát ra sóng điện từ thứ cấp. Tùy theo cấu trúc vật chất mà quá trình tán xạ khác nhau, thiết bị sẽ ghi được hình ảnh bề mặt mẫu với độ phóng đại đến 100.000 lần, tùy vào
độ phân giải của kính (có thể đạt 10-3
- 10-2 nm) [2]. Trên hình 2.2 là sơ đồ
nguyên lý đơn giản của thiết bị SEM.
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý hệ hiển vi điện tử quét SEM
Sự tạo ảnh của phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) như sau: Một chùm electron được quét trên bề mặt mẫu, các electron này đập vào mẫu và tạo ra một tập hợp các hạt thứ cấp đi tới detector, tại đây nó sẽ được chuyển
thành tín hiệu điện, các tín hiệu này sau khi được khuếch đại đi tới ống tia catot và được quét lên ảnh. Cho chùm tia quét trên mẫu, và quét một cách đồng bộ, một tia điện tử trên màn hình của đèn hình, thu và khuếch đại một loại tín hiệu nào đó từ mẫu phát ra để làm thay đổi cường độ sáng của tia điện tử quét trên màn hình, ta có được ảnh. Ví dụ, thu tín hiệu là điện tử thứ cấp để tạo ảnh ta có được kiểu ảnh điện tử thứ cấp, độ sáng tối trên ảnh cho biết độ lồi lõm ở mẫu. Cần chú ý rằng, ở hiển vi điện tử quét có dùng các thấu kính, nhưng chỉ để tập trung chùm điện tử thành điểm nhỏ chiếu lên mẫu, không dùng thấu kính để khuếch đại. Với ảnh phóng đại bằng phương pháp quét, không có yêu cầu mẫu phải là lát mỏng và phẳng, nên hiển vi điện tử quét cho phép quan sát bề mặt một cách rõ nét.
Trong luận án ảnh vi cấu trúc và hình thái học của các mẫu ferit được chụp bằng hệ hiển vi điện tử quét SEM: JEOL JSM 5410 (Nhật Bản) tại khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQG Hà Nội, hệ thiết bị hiển vi điện tử quét S4800 Hitachi (Nhật Bản) tại phòng thí nghiệm trọng điểm Viện Khoa học Vật liệu - Viện KHCN Việt Nam. Hệ hiển vi điện tử quét JEOL JSM 6701 (Nhật Bản) tại Phòng nghiên cứu Mitsuru Akashi, thuộc khoa Hóa học ứng dụng, trường Đại học Osaka, Nhật bản.