Кратко о составных частях и принципе работы сканирующего электронного микроскопа (SEM) — об этом рассказывает редактор компании «ZEPTOOLS». Сканирующий электронный микроскоп (Scanning Electron Microscope, SEM) — это микроскопическое устройство, позволяющее исследовать морфологию поверхности образца и его внутреннюю структуру. Он осуществляет точечное сканирование поверхности образца сфокусированным пучком электронов; при этом сигналы, возникающие в результате различных взаимодействий между образцом и электронным пучком, формируют на экране двумерное изображение образца. Пространственное разрешение SEM достигает нанометрового уровня, что делает его одним из современных методов электронной микроскопии с наивысшим разрешением.

СЭМ в основном состоит из электронно‑оптической системы, системы детектирования сигналов, системы обработки изображений, образцовой камеры, вакуумной системы, источника питания и других узлов; все эти системы работают согласованно, обеспечивая сканирующую визуализацию образца.

1. Электронно-оптическая система

Данная система включает в себя, прежде всего, электронный эмиссионный источник, электромагнитные линзы, сканирующие катушки и другие компоненты. Термическая и холодная полевая эмиссионные электронные пушки — два наиболее распространённых типа источников электронной эмиссии; они способны генерировать высокоэнергетические электронные пучки с одинаковой скоростью и параллельными траекториями для сканирования образца. Электромагнитные линзы включают фокусирующую линзу и объективную линзу, что позволяет точно регулировать фокусировку электронного пучка, сосредотачивая его на микроплощадке поверхности образца. Сканирующие катушки обеспечивают отклонение электронного пучка, позволяя осуществлять двумерное сканирование поверхности образца по заданной траектории.

2. Система обнаружения сигналов

При взаимодействии электронного пучка с образцом возникают такие сигналы, как вторичные электроны, отражённые электроны, характеристические рентгеновские лучи и др. Анализ этих сигналов позволяет получить информацию о морфологии, составе и других свойствах образца. Для регистрации различных типов сигналов применяются соответствующие детекторы, например спектрометры энергии.

3. Система обработки изображений

Система преобразует обнаруженные электронные сигналы в цифровые, после чего с помощью обработки изображений формирует визуализированное изображение образца и отображает его на дисплее. Чем сильнее полученный сигнал, тем ярче соответствующий участок на изображении.

4. Комната образцов

Образец размещается в образцовой камере. Камера подключена к вакуумной системе, что позволяет достигать высокого вакуума уровня 10⁻⁴ Па, что способствует эффективной транспортировке электронного пучка. Стол образца обеспечивает трёхмерное перемещение, гарантируя сканирование различных участков образца электронным пучком.

5. Вакуумная система

Для того чтобы электронный пучок мог беспрепятственно достигать образца, в камере образца необходимо поддерживать сверхвысокий вакуум. Вакуумная система обеспечивает откачку газов из камеры с помощью комбинации механических и молекулярных насосов.

6. Система питания

Обеспечивает стабильное питание для всех компонентов СЭМ, включая источник питания для источника электронов, питание линз и питание детектора.

Принцип работы СЭМ вкратце следующий: электронная пушка генерирует электронный пучок, который фокусируется и модулируется с помощью электромагнитных линз; сканирующие катушки заставляют пучок по заданной траектории сканировать поверхность образца; сигналы, возникающие в результате взаимодействия с образцом, регистрируются и преобразуются в изображение, которое после обработки отображается на экране. Благодаря высокому разрешению СЭМ широко применяется в материаловедении, биологических науках и других областях.

Компания «Аньхой Цзэюй Технологии» — это научно‑инструментальная фирма, обладающая полностью самостоятельными правами интеллектуальной собственности. С начала 1990‑х годов, когда компания приступила к разработке электронных микроскопов и сопутствующего оборудования, её исследовательская команда неизменно стремится предоставлять высококлассные приборы для нанонаучных исследований. В настоящее время у компании представлено несколько продуктовых линеек, включая системы in situ‑измерений TEM/SEM серии PicoFemto, настольные сканирующие электронные микроскопы серии ZEM, ступенчатые профилометры серии JS и другие; эти решения пользуются широким признанием как в Китае, так и за рубежом. Компания ставит перед собой задачу стать производителем материаловедческих измерительных приборов и научного оборудования для полупроводниковой обработки, соответствующим самым высоким международным стандартам.

Таковы основные компоненты и принцип работы сканирующего электронного микроскопа (SEM), о которых рассказала редакция компании «ZEPTOOLS». За дополнительной информацией о продукции и ценах на сканирующие электронные микроскопы обращайтесь по телефону 15756003283 (номер указан и в WeChat).