Сканирующий электронный микроскоп (SEM) — это высокоразрешающий микроскоп, предназначенный для наблюдения и анализа морфологии и структуры поверхности твёрдых образцов. В SEM электронный пучок фокусируется и сканирует поверхность образца, формируя сигналы, соответствующие рельефу её поверхности; эти сигналы регистрируются детектором и преобразуются в изображение. Так оказывает ли электронный пучок в SEM повреждающее воздействие на образец?

Повреждение образца электронным пучком в СЭМ в основном зависит от энергии и дозы пучка. Как правило, энергия электронного пучка в СЭМ невелика — обычно в диапазоне 1–30 кэВ, поэтому для большинства образцов оно оказывает незначительное воздействие. Однако при высоких энергиях пучок способен проникать сквозь поверхность образца и вызывать повреждения; например, при наблюдении на больших увеличениях он может приводить к испарению и абляции поверхности. Кроме того, доза пучка также влияет на степень повреждения: высокая доза вызывает термические эффекты и химические изменения на поверхности образца, что отражается на его морфологии и структуре.

Для уменьшения повреждений образца, вызванных электронным пучком, в СЭМ обычно применяют следующие методы; редакция компании «ZEPTOOLS» перечисляет их ниже:

1. Снижение энергии электронного пучка: при проведении наблюдений по возможности следует использовать электронный пучок с низкой энергией, чтобы уменьшить повреждение образца.

2. Контроль дозы электронного пучка: за счёт регулирования дозы электронного пучка можно уменьшить повреждение образца.

3. Использование криогенной технологии: при наблюдении можно применять криогенную технологию для охлаждения образца, что позволяет уменьшить повреждение образца электронным пучком.

4. Использование экологического сканирующего электронного микроскопа (ESEM): ESEM позволяет проводить наблюдение образцов в условиях низкого вакуума или природной среды, что снижает повреждение образца электронным пучком.

5. Использование сканирования при низком напряжении: при наблюдении можно применять сканирование при низком напряжении, чтобы уменьшить повреждение образца электронным пучком.

6. Использование детектора обратнорассеянных электронов (BSE): BSE позволяет регистрировать обратнорассеянные электроны, что снижает повреждение образца электронным пучком.

7. Использование рентгеновского спектрометра с энергодисперсионным анализом (EDS): EDS позволяет регистрировать рентгеновское излучение, что снижает повреждение образца электронным пучком.

В СЭМ‑микроскопии электронный пучок оказывает на образец относительно небольшое повреждающее воздействие, однако при высоких энергиях и больших дозах он всё же может вызывать определённые повреждения. Для уменьшения такого воздействия можно применять такие методы, как снижение энергии электронного пучка, контроль его дозы, использование криогенной подготовки образцов, работа в режиме экологического сканирующего электронного микроскопа, сканирование при пониженном напряжении, использование детекторов обратнорассеянных электронов и применение рентгеновского спектрометра.

Стационарный сканирующий электронный микроскоп ZEM18 компании ZEPTOOLS

Компания «Аньхой Цзэюй Технологии» — это научно‑инструментальная фирма, обладающая полностью самостоятельными правами интеллектуальной собственности. С начала 1990‑х годов, когда была начата разработка электронных микроскопов и сопутствующего оборудования, её исследовательская команда неизменно стремится предоставлять высококачественные приборы для нанонаучных исследований. В настоящее время компания располагает в том числе… Пико Фемто Серия Система измерений в режиме in situ с использованием ТЭМ 、 Система измерений СЭМ в нативном состоянии 、 Настольный сканирующий электронный микроскоп серии ZEM 、 Ступенчатый измеритель серии JS 、 Нано‑представительный столик 、 Станок для переноса двумерных материалов 、 Пробоночная платформа и низкотемпературная система 、 Линейка с датчиком линейного перемещения Ряд продуктовых линеек, включая …, привлекли широкое внимание как на внутреннем, так и на международном рынках, заполнив многочисленные пробелы в отечественной сфере научно‑измерительных приборов.