Titles

Surface and Thin Film Analysis

The interaction particles& thin layer

The interaction X Ray with thin layer

The interaction   Light with thin layer

SEM: Scanning Electron Microscopy

TEM:Transmission Electron Microscopy

SPM : Scanning probe   Microscopy

AFM : Atomic   Force    Microscopy

STM : Scanning Tunneling Microscopy

Sims: Secondary ion mass Spectroscopy

RBS: Rutherford Backscattering Spectroscopy

XRD:      X_Ray Diffraction

XPS: X_Ray Photoelectron

Spectrophotometer

Ellipsometry

Thin film Structure

Electron_Beam Gun

Resistant Evaporation

Sputtering

PLD : Pulse Lasr Deposition

MBE: Molecular Beam Epitaxy

Chemical Deposition CVD

Chemical Deposition PECVD

Chemical Deposition MOCVD

Vacuum      About

Rotary           Pump

Turbomolecular   Pump

Cryojenic           Pump

Diffusion            Pump

The barometer History

Low vacuum range gauge


Thickness Monitoring

SEM

Scanning Electron Microscopy

میکروسکوپ الکترونی روبشی

در این نوع میکروسکوپ، مطابق شکل1، پرتو الکترونی از تفنگ الکترونی واقع در بالای میکروسکوپ، گسيل مي شود و پس از گذراندن یک مسیر ستونی در محفظه خلأ، توسط میدان های الکترومغناطیسی روی سطح نمونه کانونی می شوند

شکل1: تصوير شماتیک از یک دستگاهSEM

1-تفنگ الكتروني 2- لنز هاي مغناطيسي كانوني كننده 3- الكترون هاي اوليه 4- الكترون هاي ثانويه 5- نمونه 6- نگهدارنده نمونه 7- كويل هاي مغناطيسي 8- آشكارساز 9- جريان در حال روبش10-PMT 11- تصوير برداري 12- مشاهده تصوير
در SEM نمونه با پرتو الکترونی باریکی به قطر 100 آنگستروم بمباران می‌شود. در اثر برخورد پرتوهای الکترونی به نمونه، الکترون های ماده برانگیخته می‌شوند و در هنگام بازگشت به مدار اصلی خود همان گونه که اشاره شد ممکن است به شکل الکترون های ثانویه، پرتو x ، الکترون های پس پراکندگی و الکترون های اوژه از سطح نمونه گسیل شوند که به کمک آنها می توان خواص مختلفی از ماده از قبیل ترکیب شیمیایی، پستی و بلندی سطح، کریستالوگرافی، خواص الکتریکی و مغناطیسی را بدست آورد.
درخشندگی و وضوح هر نقطه از تصویر SEM بستگی به شدت الکترون های بازگشتی از سطح نمونه دارد، که آن نیز به طور مشخص، وابسته به کیفیت موضعی سطح نمونه مي باشد و بدین ترتیب می‌تواند معیاری از پستی و بلندی سطح به دست آورد. اولین نمونه آزمايشگاهي این میکروسکوپ در سال 1938 توسط وان آردن Von Ardenne و اولین نمونه تجاری آن نيز در سال 1965ساخته شد که بر پایه روبش الکترون ها با سازوکار الکترونیکی شکل گرفته بود.
اما امروزه این نوع میکروسکوپ ها با فناوری جدید توانسته اند به واقع اطلاعات گرانقدری را در اختیار محققان قرار دهند.
شكل2، نمونه اي واقعي از يك ميكروسكوپ روبشي الكتروني جدید را نشان می دهد که ساخت شرکت مشهور JEOL می باشد. همچنین، شكل3، جهت مقایسه، تصاویر یک نمونه که بوسیله ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي به صورت مجزا، بدست آمده را نشان مي دهد.

شكل2: يك ميكروسكوپ الكتروني روبشي، ساخت كمپاني JEOL

تصوير گرفته شده باميكروسكوپ SEM تصوير گرفته شده باميكروسكوپ نوري
شكل3: تمايز بين تصاوير بدست آمده بوسيله ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ SEM

آماده سازی نمونه :
با توجه به اینکه برای تشکیل تصویر در SEM از فرایند برگشت ذرات گسیلی استفاده می شود، آماده سازی نمونه نیز با حساسیت خاصی انجام می شود. سطوح فلزی به خاطر ماهیت رسانایی، نیازی به آماده سازی خاصی ندارند، در حالی که برای نمونه های نارسانا، روی سطوح را با استفاده از تکنیک کندوپاش، با لایه نازکی از یک فلز مانند طلا پوشش می دهند.
علت آن است که در سطوح نارسانا، سطح برخوردی با پرتو الکترونی به صورت موضعی، باردار شده و در نتیجه مسیر حرکت الکترون های برگشتی را تغییر داده و بنابراین تصویر واضحی از سطح نمونه به دست نخواهد آمد. نمونه‌های پودری باید روی یک لایه رسانا نظیر آلومینیوم، پخش شده و کاملاً خشک شوند.
علاوه بر این، نمونه‌ها بایستی عاری از مایعاتی با فشار بخار بالا نظیر آب، محلول‌های پاک کننده آلی و لایه های روغنی باقیمانده‌ باشند. چرا که به عنوان مثال آب در شرایط خلأ به صورت بخار در می آید. شکل 4، نمونه اي از تصاوير بدست آمده در اندازه های متفاوت از میکرو ذرات SiO2 را نشان مي دهد که بوسيله ميكروسكوپ SEM بدست آمده اند.

شکل4، تصاويرمختلف گرفته شده از میکرو ذرات SiO2 با استفاده از ميكروسكوپ SEM

منبع : کتاب مبانی لایه نشانی و آنالیز نانو ساختار تالیف آقای جهانبخش مشایخی، انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

Titles

SEM

Scanning Electron Microscopy

فیلم آموزشی در مورد میکروسکوپ الکترونیSEM