Sistema óptico eletrônico: o núcleo do foco e da varredura

O sistema óptico eletrônico é um componente central do eletroscópio de varredura (SEM), responsável por gerar, acelerar, focar e controlar a varredura de feixes de eletrões na superfície da amostra. Os componentes principais incluem:

Arma eletrônica: como fonte de eletrônicos, eletrônicos livres são gerados por meio de emissão térmica ou de campo. Pistolas eletrônicas de emissão térmica (como fios de tungstênio) de baixo custo, mas com resolução limitada; Pistolas eletrônicas de lançamento de campo (como hexaborouro de tetânio ou lançamento de campo frio) com alto brilho, pequenas manchas de feixe e resolução inferior a 1nm são adequadas para imagens de alta precisão.

Lente eletromagnética: focaliza e acelera o feixe de elétrons através do campo eletromagnético. As lentes eletromagnéticas de dois níveis agrupam o feixe de elétrons em uma placa de feixe de alguns nanômetros de diâmetro para garantir imagens de alta resolução.

Bobina de varredura: controle do feixe de eletrões na superfície da amostra para fazer varredura em forma de raster, sincronizar a posição do feixe de eletrões da tela do tubo de imagem para realizar a correspondência ponto a ponto das características da superfície da amostra e da imagem.

Princípio de detecção de sinal: obtenção de informações multidimensionais

Quando o feixe de eletrões interage com a amostra, ele estimula vários sinais que o detector captura para a análise da forma e da composição da amostra:

Eletrões secundários (SE): eletrões entrantes excitam a escapada de eletrões da camada externa atômica da amostra, de baixa energia (0-50eV), a partir de uma profundidade de apenas 5-10nm da superfície, altamente sensível à morfologia da superfície, para imagens de superfície de alta resolução.

Elétronos de retrodispersão (BSE): os elétrons de entrada são refletidos após a dispersão do núcleo atómico da amostra, o rendimento aumenta com o aumento do número de sequências atómicas, que podem mostrar o revestimento do número de sequências atómicas para análise qualitativa de componentes.

Características de raios-X: a radiação eletromagnética, a energia ou o comprimento de onda gerada quando os elétrons entrantes estimulam a migração de elétrons na camada interna dos átomos da amostra estão diretamente relacionados ao tipo de elemento, permitindo a detecção qualitativa e quantitativa dos elementos através da análise do espectrómetro energético (EDS).

Sinergia sistemática e mecanismos de imagem

Quando o feixe de eletrões varre a superfície da amostra, o detector captura sincronicamente o sinal e converte-o em sinal elétrico, modulando o brilho da tela fluorescente do tubo de imagem após amplificação para formar uma imagem que corresponde às características da superfície da amostra. O SEM de lançamento de campo melhora ainda mais a resolução e a estabilidade através de fontes eletrônicas de alto brilho e sistemas de vácuo otimizados para análises de microestruturas de superfície de múltiplos materiais, como semicondutores, metais e minerais geológicos.