Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Сканувальний електронний мікроскоп (англ. scanning electron microscope, SEM) — науковий прилад, що дозволяє одержувати зображення поверхні зразка з великою роздільною здатністю (менше мікрометра). За допомогою таких мікроскопів можна отримувати і тривимірні зображення, зручні для вивчення структури сканованої поверхні. Ряд додаткових методів (EDX, WDX) дозволяє отримувати інформацію про хімічний склад приповерхневих шарів.
| Сканувальний електронний мікроскоп | |
 | |
 | |
| Першовідкривач або винахідник | Манфред фон Арденне |
|---|---|
 Сканувальний електронний мікроскоп у Вікісховищі | |
Принцип роботи
Досліджуваний зразок в умовах промислового вакууму сканується сфокусованим електронним пучком середніх енергій. Залежно від механізму реєстрації сигналу розрізняють декілька режимів роботи сканувального електронного мікроскопа: режим відбитих електронів, режим вторинних електронів, режим катодолюмінесценції і т. д. Розроблені методики дозволяють досліджувати не тільки властивості поверхні зразка, але також візуалізувати і отримувати інформацію про властивості підповерхневих структур, які розташовані на глибині декілька мікрон від сканованої поверхні.
Режими роботи
Детектування вторинних електронів
Випроміненням, яке формує картинку поверхні зразка, у більшості моделей приладів є саме вторинні електрони, що потрапляють до детектора типу Еверхарта — Торнлі, де і формується первинне зображення, яке після програмно-процесорної обробки потрапляє на екран монітора. Як і у трансмісійних електронних мікроскопах, для фотографування раніше використовували плівку, на яку знімали зображення фотокамерою з чорно-білого екрану електронно-променевої трубки високої чіткості. Зараз сформована картинка просто відображається у інтерфейсному вікні керуючої мікроскопом комп'ютерної програми і після фокусування оператором може бути збережена на жорсткий диск комп'ютера. Зображення, що формується за допомогою сканувальних мікроскопів, відзначається високою контрастністю і глибиною фокусу. В деяких моделях сучасних приладів завдяки застосуванню технології multibeam і використання спеціального програмного забезпечення можливо отримати 3D-зображення поверхні досліджуваного об'єкту. Наприклад, такі мікроскопи виготовляє японська фірма .
Детектування відбитих електронів
Роздільна здатність
Просторова роздільна здатність сканувального електронного мікроскопа залежить від поперечного розміру електронного пучка, який у свою чергу залежить від характеристик електронно-оптичної системи, що фокусує пучок. Роздільна здатність також обмежена розміром області взаємодії електронного зонда із зразком, тобто від матеріалу мішені. Розмір електронного зонда і розмір області взаємодії зонда із зразком набагато більші відстані між атомами мішені, таким чином, роздільна здатність сканувального електронного мікроскопа не є достатньо великою, щоб відображати атомарні масштаби, як це можливо, наприклад, в електронному мікроскопі, що працює за принципом просвічування. Проте сканувальний електронний мікроскоп має свої переваги, включаючи здатність візуалізувати порівняно велику область зразка, здатність досліджувати масивні мішені (а не тільки тонкі плівки), а також різноманітність аналітичних методів, що дозволяють досліджувати фундаментальні характеристики матеріалу мішені. Залежно від конкретного приладу і параметрів експерименту, можна досягнути значення роздільної здатності від десятків до одиниць нанометрів.
Застосування
Сканувальні мікроскопи застосовуються в першу чергу як дослідницький інструмент у фізиці, матеріалознавстві, електроніці, біології, нанотехнологіях. В основному для отримання зображення досліджуваного зразка, яке може сильно змінюватись залежно від типу детектора, який використовується. Ці відмінності одержаних зображень дозволяють робити висновки про фізичні властивості поверхні, проводити дослідження рельєфу поверхні. Електронний мікроскоп практично єдиний прилад, який може дати зображення поверхні сучасної мікросхеми або проміжної стадії процесу фотолітографії.
Характеристики сучасного сканувального електронного мікроскопа (на прикладі Magellan XHR SEM)
Роздільна здатність при оптимальній робочій дистанції
- — 0,8 нм при 15 кВ
- — 0,8 нм при 2 кВ
- — 0,9 нм при 1 кВ
- — 1,5 нм при 200 В
Роздільна здатність у точці схождення
- — 0,8 нм при 15 кВ
- — 0,9 нм при 5 кВ
- — 1,2 нм при 1 кВ
Основні світові виробники сканувальних електронних мікроскопів
- Carl Zeiss Microscopy — Німеччина.
- FEI Company — США.
- Hitachi — Японія.
- JEOL — Японія.
- Tescan — Чехія.
- KYKY — Китай.
- Coxem — Корейська Республіка.
| Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Сканувальний електронний мікроскоп |
| Ця стаття не містить . (липень 2016) |
 | Це незавершена стаття з оптики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Skanuvalnij elektronnij mikroskop angl scanning electron microscope SEM naukovij prilad sho dozvolyaye oderzhuvati zobrazhennya poverhni zrazka z velikoyu rozdilnoyu zdatnistyu menshe mikrometra Za dopomogoyu takih mikroskopiv mozhna otrimuvati i trivimirni zobrazhennya zruchni dlya vivchennya strukturi skanovanoyi poverhni Ryad dodatkovih metodiv EDX WDX dozvolyaye otrimuvati informaciyu pro himichnij sklad pripoverhnevih shariv Skanuvalnij elektronnij mikroskop source source source source source source source Pershovidkrivach abo vinahidnikManfred fon Ardenne Skanuvalnij elektronnij mikroskop u VikishovishiSkanuvalnij elektronnij mikroskop Zeiss Leo Supra 35Princip robotiShema roboti skanuvalnogo elektronnogo mikroskopu Doslidzhuvanij zrazok v umovah promislovogo vakuumu skanuyetsya sfokusovanim elektronnim puchkom serednih energij Zalezhno vid mehanizmu reyestraciyi signalu rozriznyayut dekilka rezhimiv roboti skanuvalnogo elektronnogo mikroskopa rezhim vidbitih elektroniv rezhim vtorinnih elektroniv rezhim katodolyuminescenciyi i t d Rozrobleni metodiki dozvolyayut doslidzhuvati ne tilki vlastivosti poverhni zrazka ale takozh vizualizuvati i otrimuvati informaciyu pro vlastivosti pidpoverhnevih struktur yaki roztashovani na glibini dekilka mikron vid skanovanoyi poverhni Rezhimi robotiDetektuvannya vtorinnih elektroniv Viprominennyam yake formuye kartinku poverhni zrazka u bilshosti modelej priladiv ye same vtorinni elektroni sho potraplyayut do detektora tipu Everharta Tornli de i formuyetsya pervinne zobrazhennya yake pislya programno procesornoyi obrobki potraplyaye na ekran monitora Yak i u transmisijnih elektronnih mikroskopah dlya fotografuvannya ranishe vikoristovuvali plivku na yaku znimali zobrazhennya fotokameroyu z chorno bilogo ekranu elektronno promenevoyi trubki visokoyi chitkosti Zaraz sformovana kartinka prosto vidobrazhayetsya u interfejsnomu vikni keruyuchoyi mikroskopom komp yuternoyi programi i pislya fokusuvannya operatorom mozhe buti zberezhena na zhorstkij disk komp yutera Zobrazhennya sho formuyetsya za dopomogoyu skanuvalnih mikroskopiv vidznachayetsya visokoyu kontrastnistyu i glibinoyu fokusu V deyakih modelyah suchasnih priladiv zavdyaki zastosuvannyu tehnologiyi multibeam i vikoristannya specialnogo programnogo zabezpechennya mozhlivo otrimati 3D zobrazhennya poverhni doslidzhuvanogo ob yektu Napriklad taki mikroskopi vigotovlyaye yaponska firma Pristrij detektora dlya vtorinnih elektroniv Detektuvannya vidbitih elektronivRozdilna zdatnistProstorova rozdilna zdatnist skanuvalnogo elektronnogo mikroskopa zalezhit vid poperechnogo rozmiru elektronnogo puchka yakij u svoyu chergu zalezhit vid harakteristik elektronno optichnoyi sistemi sho fokusuye puchok Rozdilna zdatnist takozh obmezhena rozmirom oblasti vzayemodiyi elektronnogo zonda iz zrazkom tobto vid materialu misheni Rozmir elektronnogo zonda i rozmir oblasti vzayemodiyi zonda iz zrazkom nabagato bilshi vidstani mizh atomami misheni takim chinom rozdilna zdatnist skanuvalnogo elektronnogo mikroskopa ne ye dostatno velikoyu shob vidobrazhati atomarni masshtabi yak ce mozhlivo napriklad v elektronnomu mikroskopi sho pracyuye za principom prosvichuvannya Prote skanuvalnij elektronnij mikroskop maye svoyi perevagi vklyuchayuchi zdatnist vizualizuvati porivnyano veliku oblast zrazka zdatnist doslidzhuvati masivni misheni a ne tilki tonki plivki a takozh riznomanitnist analitichnih metodiv sho dozvolyayut doslidzhuvati fundamentalni harakteristiki materialu misheni Zalezhno vid konkretnogo priladu i parametriv eksperimentu mozhna dosyagnuti znachennya rozdilnoyi zdatnosti vid desyatkiv do odinic nanometriv ZastosuvannyaSkanuvalni mikroskopi zastosovuyutsya v pershu chergu yak doslidnickij instrument u fizici materialoznavstvi elektronici biologiyi nanotehnologiyah V osnovnomu dlya otrimannya zobrazhennya doslidzhuvanogo zrazka yake mozhe silno zminyuvatis zalezhno vid tipu detektora yakij vikoristovuyetsya Ci vidminnosti oderzhanih zobrazhen dozvolyayut robiti visnovki pro fizichni vlastivosti poverhni provoditi doslidzhennya relyefu poverhni Elektronnij mikroskop praktichno yedinij prilad yakij mozhe dati zobrazhennya poverhni suchasnoyi mikroshemi abo promizhnoyi stadiyi procesu fotolitografiyi Zobrazhennya otrimani za dopomogoyu SEM Zobrazhennya pilku Struktura feritu i plastinchastogo perlitu v stali Spikuli gubok Bakteriyi Micrococcus luteusHarakteristiki suchasnogo skanuvalnogo elektronnogo mikroskopa na prikladi Magellan XHR SEM Rozdilna zdatnist pri optimalnij robochij distanciyi 0 8 nm pri 15 kV 0 8 nm pri 2 kV 0 9 nm pri 1 kV 1 5 nm pri 200 V Rozdilna zdatnist u tochci shozhdennya 0 8 nm pri 15 kV 0 9 nm pri 5 kV 1 2 nm pri 1 kVOsnovni svitovi virobniki skanuvalnih elektronnih mikroskopivCarl Zeiss Microscopy Nimechchina FEI Company SShA Hitachi Yaponiya JEOL Yaponiya Tescan Chehiya KYKY Kitaj Coxem Korejska Respublika Vikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Skanuvalnij elektronnij mikroskop Cya stattya ne mistit posilan na dzherela Vi mozhete dopomogti polipshiti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno lipen 2016 Ce nezavershena stattya z optiki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi