Анализа и примена електронског микроскопа у наноматеријалима
Као што назив имплицира, микроскоп је инструмент који се користи за повећање ситних објеката за посматрање. Кроз електронски оптички систем састављен од три електромагнетна сочива, електронски сноп се фокусира у мали електронски сноп од око неколико нм да би озрачио површину испитног комада. Крајње сочиво је опремљено завојницом за скенирање, која се углавном користи за одбијање електронског зрака, тако да може скенирати дводимензионални простор на испитном комаду, а овај скенер је синхронизован са скенирањем на катодном зраку (ЦРТ) . Када електронски сноп удари у секундарне електроне (секундарне електроне) и рефлектовани електрони се побуђују када се испитни комад тестира. Када детектор детектује ове електроне, сигнал се шаље на ЦРТ кроз појачало. Пошто је струја на калему за скенирање синхронизована са струјом цијевне цеви, сигнал који се генерише у било којој тачки на површини испитног комада одговара цијевној цеви. Дакле, тестни комад То је аналитички инструмент који може да изрази топографију и карактеристике површине једну по једну помоћу синхроног снимања. Електронски микроскопи се деле на више типова, а према потребама се врши одговарајући избор. Резолуција или увећање слике произведено различитим технологијама микроскопа је такође различито, као што су: СЕМ скенирајући електронски микроскоп, ТЕМ трансмисиони електронски микроскоп, СТМ скенирајући трансмисиони електронски микроскоп, АФМ микроскоп атомске силе итд.
Својства материјала тестног комада су такође веома важан део, у основи одређени три фактора: структурни састав и везивање, да би се посматрала мала размера, а затим развио електронски микроскоп, ови алати су ограничени на површину материјала , и не може да пружи интерне информације о материјалу. Структурни састав и информације о везивању, али научници о материјалима морају знати структурни састав и информације о везивању унутар материјала, тако да ТЕМ трансмисиони електронски микроскоп има електроне високе енергије (100кМ~1МеВ) за покретање снопа електрона у тест комад, кроз Након узорка, због интеракције Кулонове потенцијалне енергије између електрона и атома унутар узорка, нема губитка енергије, што је опште познато као феномен "еластичног расејања". Информације о унутрашњој микроструктури и атомској структури можемо добити од еластичних и нееластичних расејајућих електрона. Еластично расејани и нееластично расејани електрони биће снимљени на равни слике кроз сочиво објектива. Улаз електронског снопа са различитим енергијама ће утицати на запремину испитног комада, а однос је пропорционалан. Када је напон висок, неки секундарни електрони долазе испод 0,2 μм од површине (дебљина листа лискуна). Због тога је неопходно користити нижи напон за посматрање полимерног материјала као што је нанометар, како се не би изгубиле информације на горњој површини, али обратите пажњу на ефекат пражњења на непроводном испитном комаду.
Утицај површине испитног комада на ЕДС, ако је сам СЕМ тест комад метал или има добру проводљивост, може се директно детектовати без претходног третмана. Међутим, ако је непроводник, мора бити обложен металним филмом дебљине 50-200А на површини. Метални филм треба да буде равномерно премазан на површини како би се избегло ометање површине испитног комада. Метални филм је обично златан или Ау. - Пд легура или платина. Најчешће коришћене операције припреме комада за испитивање укључују: сечење, чишћење, уградњу, брушење, полирање, ерозију, премазивање прахом, позлаћивање, итд. Велики тестни комади морају бити исечени на одговарајуће величине за посматрање, док мали тестни комади морају бити уграђен за посматрање. Треба обратити пажњу на неке принципе у припреми СЕМ тестних комада: положај који се анализира треба да се открије, проводљивост површине треба да буде добра, треба да буду постојане супстанце отпорне на топлоту, течне или геласте супстанце како би се избегло испаравање, непроводне површине треба да буду прекривене златом, јер не можемо одредити материјалне елементе. Извор, пропорција сигнала генерисаног повратно расејаним електронима, анализира се квалитативно и квантитативно анализом карактеристика које ослобађа испитни комад.
Други електронски микроскоп, ТЕМ, не може само да посматра дислокациону структуру у кристалу и након обраде и термичке обраде, већ и директно посматра формирање секундарних кристала, увијање, рекристализацију, пузање и дислокацију у вишефазним кристалима. Многи феномени који су уско повезани са механичким својствима супстанци, као што је интеракција са преципитатима, сноп електрона ступа у интеракцију са испитним комадом, формира дифракциону слику на задњој фокалној равни после сочива објектива и генерише увећану слику на слици. авион. . Када се ради са електронским микроскопом, средње огледало се често фокусира на жижну раван или раван слике иза сочива објектива променом струје средњег огледала, а затим се посматра дифракциони образац или увећана слика. Две слике генерисане различитим условима дифракције различитих делова испитног комада озраченог електронским снопом су слика светлог поља и слика тамног поља. Разлика између њих је у томе што отвор сочива објектива блокира електронски сноп (или директан електронски сноп), само дозвољава да директни електронски сноп прође кроз снимање (дифракциони електронски сноп), посматра и фотографише тродимензионалну структуру или пресек на површина испитног комада, посебно погодна за истраживање биолошких узорака, али са електроном Пуца кроз објекте, откривајући њихово унутрашње стање. ТЕМ може анализирати карактеристике мале величине од 1 А, под условом да узорак мора бити исечен дебљином која не прелази 1000 А. Стога, ТЕМ не може да прикаже увећану слику комарца, али може открити вирус скривен у ћелијама инсеката.
