Kính hiển vi điện tử môi trường (ESEM)
Thứ tư, 05/06/2013

Kính hiển vi điện tử môi trường - Gọi tắt là ESEM được phát triển vào giữa những năm 1980. ESEM đầu tiên được phát minh bởi công ty ElectronScan và chúng được thiết kế trên kính của Philips Electron Optics và sau này là FEI Company.

Kính hiển vi điện tử quét xuất hiện vào giữa những năm 1960. Sự hạn chế chính của kính hiển vi điện tử là các kĩ thuật phân tích và hình ảnh nói chung đều cần mẫu phải trong môi trường chân không cao. Mẫu cần phải sạch, khô và dẫn điện. Các mẫu không dẫn điện cần phải được phủ một lớp dẫn điện.

Kính hiển vi điện tử môi trường - Gọi tắt là ESEM được phát triển vào giữa những năm 1980. ESEM đầu tiên được phát minh bởi công ty ElectronScan và chúng được thiết kế trên kính của Philips Electron Optics và sau này là FEI Company. Philips NV, Holland. Ưu điểm chính của ESEM  là giúp các nhà hiển vi học quan sát được các mẫu trong môi trường thông qua một dải áp suất, nhiệt độ và thành phần khí. ESEM vẫn giữ được mọi ưu điểm của SEM nhưng đã khắc phục được điểm yếu là không cần môi trường chân không cao. Các mẫu ẩm ướt, dầu, mẫu bẩn, mẫu không dẫn điện đều có thể soi được trong trạng thái tự nhiên của chúng mà không làm biến đổi hoặc chuẩn bị mẫu. ESEM cho hình ảnh thứ cấp với độ phân giải cao trong môi trường khí của bất kỳ thành phần nào ở áp suất và nhiệt độ  cao (50 Torr; 1500oC).

Công nghệ mới trong ESEM

Điều kiện chân không cao được đặt ra trong khí electron vào trong toàn bộ ống phóng, nơi mà phân tử khí có thể tán xạ electron suy biến chùm tia. Thay thế cho việc sử dụng một áp suất để định ra giới hạn cho khe sáng trong các SEM thông thường, ESEM sử dụng nhiều áp suất để tách riêng rẽ buồng thành nhiều cột. Tại các vùng cột này chân không vẫn cao song buồng mẫu có thể duy trì được áp suất ở mức 50 Torr.

ESEM sử dụmg detector ESD - Environmental Secondary Detector với chức năng không cần môi trường chân không thay cho detector Everhart-Thornley (ET) được sử dụng trong SEM.

ESD sử dụng nguyên lý ion hoá khí. Bằng cách tác động một điện thế dương khoảng vài trăm volt lên detector, các electron thứ cấp được phát xạ từ mẫu bởi tương tác với chùm tia electron sẽ được thu nhận bởi detector. Khi các electron gia tốc trong trường thu nhận của detector, chúng sẽ va chạm với các phân tử khí. Kết quả là sự ion hoá tạo ra các electron bổ sung, khuyếch đại các tín hiệu electron sơ cấp ban đầu, cùng các ion dương. Detector sẽ thu nhận các tín hiệu electron thứ cấp và truyền chúng thẳng đến bộ khuyếch đại. Đối với các mẫu không dẫn điện, các ion dương đã tạo ra trong quá trình ion hoá khí được hấp thu đến bề mặt mẫu và ngăn chặn các vật tích điện.

TIN LIÊN QUAN