4.2 ответы на вопросы (829279)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Сканирующий электронный микроскопСканирующий электронный микроскоп — это прибор, предназначенный для полученияувеличенного изображения объекта путем сканирования по объекту сфокусированным пучкомэлектронов и регистрации детектором сигнала, возникающего в результате взаимодействияэлектронов с веществом.Принципиальная схема:Принципиальная схема сканирующего электронного микроскопа включает в себя источникэлектронов, оптическую систему для фокусировки электронов и сканирования (электроннуюколонну), камеру с образцом и детекторы для регистрации сигнала, а также систему откачки,необходимую для создания вакуума в микроскопе.

Необходимо помнить, что в воздухе электронне сможет долететь от источника до образца, т.к. столкнется с молекулами воздуха на своем пути,поэтому вакуум в пушке, колонне и камере микроскопа является необходимым условием дляработы микроскопа. Испускаемые катодом электроны, проходя через систему электроннойоптики, фокусируются и ускоряются в направлении образца. В процессе сканированиясфокусированным пучком по поверхности образца происходит эмиссия вторичных электронов,которые регистрируются детектором. Таким образом, на систему сбора данных поступаетинформация о координатах пучка на образце и величине сигнала с детектора. При построенииизображения каждой точке образца приписывается яркость пропорциональная величине сигнала,измеренного в момент, когда пучок находился в этой точке.Источник электроновВ основе работы источника электронов лежит явление эмиссии (испускания) электроновметаллами в вакууме при высокой температуре или в сильном электрическом поле.

Явлениеиспускания электронов при нагреве носит название термоэлектронной эмиссии. Явлениеиспускания электронов в сильном электрическом поле носит название автоэлектронной (полевой)эмиссии. На практике используются как термоэмиссионные, так и автоэмиссионные источники(катоды). Система из источника и дополнительных электродов называется электронной пушкой.Вылетевшие электроны с помощью электрического поля ускоряются и направляются черезоптическую систему на образец.Электронная оптикаВ основе работы всех элементов электронной оптики лежит изменениетраектории электронов под действием электрического или магнитногополя.

В отличие от привычных стеклянных линз для видимого света,линзы для электронов представляют собой системы из электродов, ккоторым приложено напряжение, катушек, по которым течет ток.Изменяя величину напряжения или тока можно изменить фокусноерасстояние (оптическую силу) линзы. Именно этот эффект используетсяпри фокусировке электронного пучка на поверхности образца.Взаимодействие электронов с веществомВ результате взаимодействия ускоренных электронов с веществом происходит ряд процессов,которые приводят к выходу из исследуемого образца электронов или квантов электромагнитногоизлучения. Основными сигналами, которые регистрируются в сканирующем электронноммикроскопе, являются вторичные электроны, отраженные электроны и рентгеновское излучение.1. Первичные электроныУскоренные электроны пучка (первичные электроны) проникают в материал на глубину порядкамикрон, рассеиваясь.2.

Обратно рассеянные электроныЭлектроны пучка, вылетевшие в результате рассеяния (столкновения с атомами и электронамиобразца) из образца назад называются отраженными (обратно-рассеянными) электронами.Отраженные электроны выходят с глубины порядка половины глубины проникновенияпервичного пучка, при этом размер области выхода в плоскости изображения существеннобольше, что приводит к худшему разрешению, чем в случае вторичных электронов.Количествоотраженных электронов определяется атомным номером и плотностью материала, а такжеморфологией поверхности в масштабе большем, чем размеры области выхода.3. Вторичные электроныЭлектроны образца, выбитые ускоренными электронами пучка, называются вторичнымиэлектронами.

Вторичные электроны выходят с небольшой глубины (~1-10 нм), на которойрассеяние пучка в плоскости изображения не столь значительно, поэтому позволяют получитьизображение с максимальным разрешением. Количество вторичных электронов определяетсяуглом падения пучка на поверхность, т.е. морфологией поверхности.ДетекторыДетектор вторичных электроновДля регистрации вторичных электронов, как правило,используется детектор Эверхарта-Торнли. Вторичныеэлектроны, испускаемые образцом, затягиваютсяэлектрическим полем и, ускоряясь, попадают налюминофор, вызывая вспышки света, которыерегистрируются фотоэлектронным умножителем (ФЭУ).Сигнал с ФЭУ усиливается и отцифровывается в уровнисерого на изображении.

Отраженные электроны также попадают в детектор Эверхарта-Торнли, нов силу того, что отраженные электроны обладают большей энергией, они не затягиваютсяэлектрическим полем. В детектор попадают только такие отраженные электроны, которыевылетели из образца в направлении детектора.Детектор отраженных электроновДетектор отраженных электронов представляет собой полупроводниковый диод, расположенныйнепосредственно над образцом. Попадая в полупроводник, отраженные электроны образуютэлектронно- дырочные пары, в результате чего возникает ток в цепи диода.Условия для электронной микроскопии.Электронный микроскоп теоретически подобен оптическому микроскопу, но имеютсясущественные различия между электронами и светом. Свет распространяется в воздухебеспрепятственно, тогда как электроны практически никакой проникающей способностью ввоздухе не обладают и могут перемещаться на определенное расстояние только в техническомвакууме (давление порядка 10-4÷10-5 торр).

Поэтому трубка, в которой перемещаются электроны,должна быть откачана, и следовательно, электронный микроскоп соединен с соответствующейвакуумной системой. Кроме того, объект, через который проходят электроны, должен быть оченьтонким, так как в противном случае все электроны будут в нем задерживаться. В обычномэлектронном микроскопе с ускоряющим напряжением ~100 кВ толщина объекта должнасоставлять 50÷100 нм.ФЭУСхема ФЭУ приведена на рисункевыше. Фотоэлектронныйумножитель состоит изфотокатода 1, катодной камеры1–3, динодной системы 3–14 ианодного узла 14–16, размещенныхвнутри вакуумного объема.

Световой поток Φ поглощается фотокатодом, эмиттирующим ввакуум электроны. В электростатическом поле,создаваемом электродами катодной камеры,электроны ускоряются и фокусируются на первый динод (3). Ускоренный первичный электронспособен выбить с поверхности несколько вторичных, медленных1. Умноженные на первомдиноде, вторичные электроны ускоряются и фокусируются на второй динод Далее этотпроцесс повторяется на всех каскадах и с последнего динода усиленный электронный потоксобирается анодом.

Каждый динод работает и анодом, собирая электроны с предыдущего, икатодом, эмиттируя усиленный поток. Отсюда и название динод.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лабораторной работы