Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) — это прибор, который использует взаимодействие электронного пучка с поверхностью образца для генерации различных сигналов, затем осуществляет их детектирование и усиление и, наконец, восстанавливает морфологию поверхности образца на экране дисплея. Однако при исследовании и анализе порошковых образцов, обладающих магнитными свойствами, использование СЭМ сопряжено с рядом присущих ограничений и трудностей, которые проявляются главным образом в следующих аспектах:

1. Отклонение электронного пучка

Принцип формирования изображения в сканирующем электронном микроскопе заключается в том, что электронный пучок в вакуумной среде сканирует поверхность образца по заранее заданной траектории. Однако порошкообразные образцы, обладающие магнитными свойствами, создают собственное магнитное поле; это поле нарушает и отклоняет траекторию движения электронного пучка, вследствие чего пучок либо не фокусируется должным образом, либо отклоняется от заданной траектории сканирования, что ухудшает конечное качество изображения.

2. Эффект зарядки образца

В сканирующем электронном микроскопе непрерывное воздействие пучка электронов приводит к постепенному накоплению статического заряда на поверхности непроводящих образцов, что вызывает искажение изображения, снижение контрастности и другие проблемы; это явление называется «эффектом зарядки». Большинство магнитных порошковых образцов сами по себе являются непроводящими материалами, поэтому при их исследовании наблюдается выраженный эффект зарядки, ухудшающий качество изображения.

3. Сложность подготовки образцов

Для непроводящих образцов обычно требуется выполнить металлизацию или напыление углерода — то есть проводящую обработку, — чтобы повысить электропроводность поверхности и устранить эффект зарядки. Однако в случае магнитных порошковых образцов металлическое покрытие трудно равномерно нанести на их поверхность, что не позволяет эффективно решить проблему зарядки. Кроме того, подготовка магнитных порошковых образцов сопряжена с определёнными сложностями: они легко подвергаются воздействию магнитного поля, что приводит к неравномерному распределению частиц.

4. Магнитные помехи сигнала

Помимо указанных выше проблем, магнитные свойства самих образцов из магнитного порошка также могут оказывать определённое влияние и создавать помехи для детектируемых сигналов сканирующего электронного микроскопа — таких как сигналы вторичных электронов, сигналы обратнорассеянных электронов и др., — что в свою очередь ухудшает качество изображения и затрудняет анализ данных.

Поэтому для магнитных порошковых образцов чаще всего целесообразно проводить их характеристику с использованием других типов электронных микроскопов, таких как просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ). Просвечивающий электронный микроскоп, благодаря подготовке сверхтонких образцов, позволяет эффективно устранить влияние магнитного поля и эффекта зарядки на изображение, а также лучше визуализировать внутреннюю структуру и состав образца.

Термостатический сканирующий электронный микроскоп серии ZEM компании ZEPTOOLS

Рабочие стационарные сканирующие электронные микроскопы серии ZEM компании «ZEPTOOLS» объединяют несколько ключевых технологий, разработанных на основе собственных инноваций, и сочетают высокое качество изображения с компактностью и удобством переноски, удовлетворяя потребности самых разнообразных областей применения. Являясь отечественным образцом высококлассных серийных стационарных сканирующих электронных микроскопов, Серия ZEM по таким показателям, как разрешение изображения, удобство эксплуатации и степень интеграции в систему, соответствует международному передовому уровню.

Серия продуктов ZEM обладает высокой степенью интеграции, гибкой конфигурацией и удобством эксплуатации; её легко освоить даже непрофессионалам. Сопутствующее программное обеспечение охватывает весь рабочий процесс — от импорта образцов и настройки параметров до анализа изображений — обеспечивая эффективность и удобство в режиме «одного окна». В настоящее время, Серия ZEM уже продемонстрировала выдающиеся аналитические возможности в таких областях, как новые материалы, возобновляемая энергетика, биомедицина и полупроводниковая промышленность, помогая учёным наглядно исследовать тайны микро‑ и наномира. Благодаря превосходному соотношению цены и качества устройства серии ZEM стали одним из наиболее популярных выборов среди университетов, научно‑исследовательских институтов и предприятий.