Vikipeedia

Skaneeriv elektronmikroskoop: erinevus redaktsioonide vahel

Sirvi ajalugu interaktiivselt
← Vanem muudatusUuem muudatus →
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
VisuaalneVikitekst
PResümee puudub
allikad alla
1. rida:
 
{{Koolitöö|14. novembril 2011|kool=TÜ loodus- ja tehnoloogiateaduskond}}
[[Pilt:Misc pollen.jpg|pisi|Neid [[õietolm]]u terasid on skaneeridud SEM-iga, näitamaks [[sügavusteravust]] SEM-i [[mikrograafi]]l.]]
15. rida ⟶ 14. rida:
==Ajalugu==
 
Esimese SEM-i pildi saavutas [[Max Knoll]], näidates elektronide kanaliseerumist räniterase kristallis, 1935. aastal. <ref name="knoll">{{cite journal |last=Knoll |first=Max|year=1935 |title=Aufladepotentiel und Sekundäremission elektronenbestrahlter Körper |journal=Zeitschrift für technische Physik |volume=16|pages=467–475}}</ref> 1937. aastal jätkas [[Manfred von Ardenne]] SEM-i füüsikaliste aluste ning kiire ja proovi interaktisooni uurimist.<ref name="Ardenne1"/>{{cite<ref journalname="Ardenne2"/> Mehele anti küll Briti patent,<ref name="vonardenne"/> kuid praktilise instrumendi valmistamiseni ta ei jõudnud. Edasi arendasid SEM-i professor sir [[Charles Oatley]] ja tema üliõpilasest uuringukaaslane [[Dennis McMullan]] ning 1965. aastal toodeti tööstuslikult esimene SEM, turustajaks [[Cambridge Scientific Instrument Company]]. Instrument kandis nime "Stereoscan" ning paigaltati [[DuPont]]-i.
|last = von Ardenne
|first = Manfred
|year = 1939
|title = Das Elektronen-Rastermikroskop. Theoretische Grundlagen
|journal = Zeitschrift für Physik
|volume = 108
|issue = 9–10
|pages = 553–572
|language = German
|doi = 10.1007/BF01341584
|bibcode = 1938ZPhy..109..553V }}</ref><ref>{{cite journal
|last = von Ardenne
|first = Manfred
|year = 1938
|title = Das Elektronen-Rastermikroskop. Praktische Ausführung
|journal = Zeitschrift für technische Physik
|volume = 19
|pages = 407–416
|language = German
}}</ref> Mehele anti küll Briti patent,<ref name="vonardenne">von Ardenne M. Improvements in electron microscopes. {{Cite patent|GB|511204}}, convention date (Germany) 18 Feb 1937</ref> kuid praktilise instrumendi valmistamiseni ta ei jõudnud. Edasi arendasid SEM-i professor sir [[Charles Oatley]] ja tema üliõpilasest uuringukaaslane [[Dennis McMullan]] ning 1965. aastal toodeti tööstuslikult esimene SEM, turustajaks [[Cambridge Scientific Instrument Company]]. Instrument kandis nime "Stereoscan" ning paigaltati [[DuPont]]-i.
 
 
 
==Skaneeriva elektronmikroskoobi tööpõhimõte==
[[Pilt:Skaneeriva elektornmikroskoobi põhimõtteskeem.jpg|thumbpisi|left|2.1 Skaneeriva elektronmikroskoobi põhimõtteskeem]]
 
SEM-i põhimõtteskeemi on toodud joonisel 2.1.
 
Filamente kasutatakse elektronide allikana, mida kiirendatakse kuni 50 000 kV-ses (isegi kuni 100 000 kV-ses) elektriväljas. Kiirendatud elektronidekimp fokuseeritakse [[pool]]ide abil, see tähendab magnetväljas, väiksesse täppi, mille diameeteriks umbes 0,4–10 nm. Skaneerimispoolide abil suunatakse elektronkiirt rida-realt kuni uuritav piirkond "üle käidud", samaaegselt muutub ka [[detektor]]i skaneerimissamm.▼
Filamente kasutatakse elektronide allikana,
mida kiirendatakse kuni 50 000 kV-ses (isegi kuni 100 000 kV-ses) elektriväljas. Kiirendatud
▲elektronidekimp fokuseeritakse [[pool]]ide abil, see tähendab magnetväljas, väiksesse täppi, mille diameeteriks umbes 0,4–10 nm. Skaneerimispoolide abil suunatakse elektronkiirt rida-realt kuni uuritav piirkond "üle käidud", samaaegselt muutub ka [[detektor]]i skaneerimissamm.
 
Objektini jõudnud elektronid hajuvad korduvalt aatomite elektrokihtidelt ning pidurduvad
uuritava näidise niinimetatud vastastikmõju piirkonnas, mis on 100–5000 nm paks. Interaktsioonikihi paksus sõltub elektronide energiast ning näidise aatominumbrist ja materjali tihedusest.
 
Vastastikmõju tõttu peegelduvad materjalist kõrge energiaga elektronid (peegeldunud e hajunud elektronid – energia samas suurusjärgus primaarsete elektronide energiaga), välja lüüakse ka madala energiaga sekundaarelektrone (energia alla 50 eV). Lisaks tekib elektronide pidurdumisel aatomites [[röntgenkiirgus]], aatomite madalamate tasemete elektronide ergastamisel ka karakteristilik röntgenkiirgus.
hajunud elektronid – energia samas suurusjärgus primaarsete elektronide energiaga), välja lüüakse ka madala energiaga sekundaarelektrone (energia alla 50 eV). Lisaks tekib elektronide
pidurdumisel aatomites [[röntgenkiirgus]], aatomite madalamate tasemete elektronide ergastamisel ka karakteristilik röntgenkiirgus.
 
Peegeldunud elektronide hulk sõltub materjalist – mida suurem on materjali [[aatommass]], seda rohkem elektrone tagasi peegeldatakse. Seetõttu kasutatakse peegeldunud elektronide režiimi näidise koostise kindlaks tegemisel ning keemiliste elementide jaotuse hindamiseks uuritaval pinnal.
66. rida ⟶ 39. rida:
[[Image:FLY EYE.jpg|pisi|SEM-i [[mikrograaf]] toakärbse silmast 450×suurendusega.]]
 
SEM-iga on võimalik suurendada objekti alates 10 korrast kuni 500. 000 korrani.
 
Erinevalt optilisest mikroskoobist, ei ole pildi suurendus SEM-is sõltuv [[objektiivläätse]] tugevusest. SEM-is on küll olemas kondensor- ja objektiivläätsed, kuid nende ülesandeks on fokuseerida kiirt täpile, mitte luua pilti proovist. [[Elektronkahur]]i abi on võimalik luua suhteliselt väikese diameeriga kiir, see tähendab, et SEM-iga on võimalik töötada ka ilma kondensor- või objektiivläätse abita, kuigi sellel juhul ei pruugi pilt olla väga püsiv ning pole võimalik saavutada piisavalt kõrget [[resolutsioon]]i.
92. rida ⟶ 65. rida:
 
Metallobjektide korral pole suuremat ettevalmistust tarvis, piisab vaid puhastamisest ning hoolikalt proovihoidjale kinnitamisest.
Mittejuhtivad näidised kipuvad elektronkiirega skaneerimisel laaduma, eriti kui kasutatakse sekunaarelektronidega ülesvõtte režiimi, see tekitab skaneerimisvigu ning muid pildi ebatäpsusi. Sellise olukorra vältimiseks kaetakse proovid üliõhukese elektrit juhtiva materjalikihiga, kasutades madal-vaakum pinnakatmist või kõrgvaakum aurufaassadestus. Juhtivateks kattematerjalidena on tänapäeval kasutusel [[kuld]], kulla ja [[pallaadium]]i sulam, [[plaatina]], [[osmiiumosmium]], [[iriidium]], [[volfram]], [[kroom]] ning [[grafiit]].
 
Lisaks võib kate suurendada madala aatominumbriga proovide korral signaalitugevust, sõltuvalt kõrgemate aatominumbriga materjalide sekundaarelekronide eraldumise kasvule.
 
==Viited==
{{viited|allikad=
{{reflist|2}}
<ref name="knoll">{{cite journal |last=Knoll |first=Max|year=1935 |title=Aufladepotentiel und Sekundäremission elektronenbestrahlter Körper |journal=Zeitschrift für technische Physik |volume=16|pages=467–475}}</ref>
<ref name="Ardenne1">{{cite journal|last = von Ardenne|first = Manfred|year = 1939|title = Das Elektronen-Rastermikroskop. Theoretische Grundlagen|journal = Zeitschrift für Physik|volume = 108|issue = 9–10|pages = 553–572|language = German|doi = 10.1007/BF01341584|bibcode = 1938ZPhy..109..553V }}</ref>
<ref name="Ardenne2">{{cite journal|last = von Ardenne|first = Manfred|year = 1938|title = Das Elektronen-Rastermikroskop. Praktische Ausführung|journal = Zeitschrift für technische Physik|volume = 19|pages = 407–416|language = German}}</ref>
<ref name="vonardenne">von Ardenne M. Improvements in electron microscopes. {{Cite patent|GB|511204}}, convention date (Germany) 18 Feb 1937</ref>
}}
 
{{Link GA|fr}}
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/wiki/Skaneeriv_elektronmikroskoop"