میکروسکوپ الکترونی روبشی یا SEM نوعی میکروسکوپ الکترونی است که قابلیت عکس برداری از سطوح با بزرگنمایی ۱۰ تا ۵۰۰۰۰۰ برابر با قدرت تفکیکی کمتر از ۱ تا ۲۰ نانومتر ( بسته به نوع نمونه ) را دارد.
میکروسکوپ الکترونی روبشی، از مناسب ترین وسایل در دسترس برای آزمایش و آنالیز مورفولوژی نانو ساختارها و شناسایی ترکیبات شیمیائی است. توانائی SEM برای بررسی سطح مواد بی نظیر بوده و حائز برتری های فراوانی نسبت به میکروسکوپ های نوری است. در میکروسکوپ نوری تشکیل تصویر با استفاده از نورهای منعکس شده از سطح نمونه صورت می گیرد، در حالی که در SEM این مهم با بکارگیری الکترون ها میسر می شود. در واقع این میکروسکوپ یکی از روش های تولید تصاویر با روبش یک پرتو الکترونی روی سطح نمونه است. طول موج الکترون ها از فوتون های نور کوتاه تر بوده و طول موج کوتاه تر باعث ایجاد وضوح، قدرت تفکیک و حصول اطلاعات مناسب تر می شود. در حقیقت در SEM هیچ سیستم نوری - الکترونی برای تشکیل تصویر و بزرگنمایی وجود ندارد، بلکه تصویر از مشاهده نقطه به نقطه پدیده های سطح منتج از اثر متقابل پرتوی الکترونی با سطح نمونه تشکیل می شود. با این روش تصاویر سه بعدی از ساختار، نمونه به دست می آید.
نخستین تلاش ها در توسعهٔ میکروسکوپ الکترونی روبشی به سال ۱۹۳۵ بازمی گردد که نول* و همکارانش در آلمان پژوهش هایی در زمینهٔ پدیده های الکترونیک نوری انجام دادند. آرْدِن * در سال ۱۹۳۸ با اضافه کردن پیچه های جاروب کننده به یک میکروسکوپ الکترونی عبوری توانست میکروسکوپ الکترونی عبوری - روبشی بسازد.
استفاده از میکروسکوپ SEM برای مطالعهٔ نمونه های ضخیم اولین بار توسط زوُرِکین* و همکارانش در سال ۱۹۴۲ در ایالات متحده گزارش شد. قدرت تفکیک میکروسکوپ های اولیه در حدود ۵۰ نانومتر بود. میکروسکوپ الکترونی روبشی بر اساس نحوه تولید باریکه الکترونی در آن به دو نوع Field Emission و Thermoionic Emission تقسیم بندی می شود که نوع Fe - SEM دارای بزرگنمایی و حد تفکیک بسیار بالاتری بوده و تصاویری با بزرگنمایی ۷۰۰ هزار برابر را با آن می توان به دست آورد.
سیگنال های مورد استفاده توسط SEM برای تولید تصویر نتیجهٔ برهم کنش پرتو الکترون با اتم های نمونهٔ مورد آزمون در عمق های متفاوت می باشد. در این میکروسکوپ ابتدا باید یک ستون الکترون ایجاد شود که برای این کار از تفنگهای الکترونی استفاده می شود. هرچه تعداد این الکترونها بیشتر و در عین حال قطر این ستون کمتر باشد، مطلوبتر خواهد بود ضمن اینکه هم سرعت بودن این الکترونها نیز از دیگر خصوصیات مثبت آن ها تلقی می شود. پس از تولید این ستون از الکترونها، بر حسب شرایط مورد نظر کاربر با ایجاد یک میدان الکتریکی به آن ها شتاب داده می شود و به کمک چندین لنز الکترومغناطیسی شعاع آن را تا حد مطلوب کوچک می کنند. در این راه از روزنه های تعبیه شده در مسیر عبور الکترونها نیز استفاده می شود. پس از اینکه الکترونها به سرعت مورد نظر دست یافتند و شعاع ستون نیز تنظیم شد، این ستون از الکترونها تحت کنترل کامل با نقطه خاصی از جسم برخورد می کنند و نتیجه اندرکنش آن ها با نمونه توسط حسگرهای خاص ثبت می شود. البته واضح است که برای ثبت هر اندرکنش حسگر خاصی نیز لازم است. پس از ثبت این آثار، ستون الکترون به نقطه مجاور نقطه فعلی هدایت شده و آثار اندرکنش این نقطه نیز ثبت می گردد و این کار برای یک شبکه ۲ بعدی بر روی سطح جسم و به ازای تک تک نقاط ( و البته با سرعت بسیار بالا ) صورت می پذیرد. از نمایش نتایج حاصل بر روی یک نمایشگر، تصویری شکل می گیرد که همانند تصویر تلویزیون همواره در حال جارو کردن صفحه نمایشگر است به این ترتیب و بسته به اندرکنشی که خواص آن ثبت گردیده، تصویری حاصل می شود که می تواند خصوصیت مورفولوژی یا ترکیب نمونه در لایه های سطحی آن را بیان کند. با توجه به آنچه گفته شد در ادامه به معرفی دقیقتر اجزای یک SEM پرداخته خواهد شد. [ ۱] [ ۲]
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفمیکروسکوپ الکترونی روبشی، از مناسب ترین وسایل در دسترس برای آزمایش و آنالیز مورفولوژی نانو ساختارها و شناسایی ترکیبات شیمیائی است. توانائی SEM برای بررسی سطح مواد بی نظیر بوده و حائز برتری های فراوانی نسبت به میکروسکوپ های نوری است. در میکروسکوپ نوری تشکیل تصویر با استفاده از نورهای منعکس شده از سطح نمونه صورت می گیرد، در حالی که در SEM این مهم با بکارگیری الکترون ها میسر می شود. در واقع این میکروسکوپ یکی از روش های تولید تصاویر با روبش یک پرتو الکترونی روی سطح نمونه است. طول موج الکترون ها از فوتون های نور کوتاه تر بوده و طول موج کوتاه تر باعث ایجاد وضوح، قدرت تفکیک و حصول اطلاعات مناسب تر می شود. در حقیقت در SEM هیچ سیستم نوری - الکترونی برای تشکیل تصویر و بزرگنمایی وجود ندارد، بلکه تصویر از مشاهده نقطه به نقطه پدیده های سطح منتج از اثر متقابل پرتوی الکترونی با سطح نمونه تشکیل می شود. با این روش تصاویر سه بعدی از ساختار، نمونه به دست می آید.
نخستین تلاش ها در توسعهٔ میکروسکوپ الکترونی روبشی به سال ۱۹۳۵ بازمی گردد که نول* و همکارانش در آلمان پژوهش هایی در زمینهٔ پدیده های الکترونیک نوری انجام دادند. آرْدِن * در سال ۱۹۳۸ با اضافه کردن پیچه های جاروب کننده به یک میکروسکوپ الکترونی عبوری توانست میکروسکوپ الکترونی عبوری - روبشی بسازد.
استفاده از میکروسکوپ SEM برای مطالعهٔ نمونه های ضخیم اولین بار توسط زوُرِکین* و همکارانش در سال ۱۹۴۲ در ایالات متحده گزارش شد. قدرت تفکیک میکروسکوپ های اولیه در حدود ۵۰ نانومتر بود. میکروسکوپ الکترونی روبشی بر اساس نحوه تولید باریکه الکترونی در آن به دو نوع Field Emission و Thermoionic Emission تقسیم بندی می شود که نوع Fe - SEM دارای بزرگنمایی و حد تفکیک بسیار بالاتری بوده و تصاویری با بزرگنمایی ۷۰۰ هزار برابر را با آن می توان به دست آورد.
سیگنال های مورد استفاده توسط SEM برای تولید تصویر نتیجهٔ برهم کنش پرتو الکترون با اتم های نمونهٔ مورد آزمون در عمق های متفاوت می باشد. در این میکروسکوپ ابتدا باید یک ستون الکترون ایجاد شود که برای این کار از تفنگهای الکترونی استفاده می شود. هرچه تعداد این الکترونها بیشتر و در عین حال قطر این ستون کمتر باشد، مطلوبتر خواهد بود ضمن اینکه هم سرعت بودن این الکترونها نیز از دیگر خصوصیات مثبت آن ها تلقی می شود. پس از تولید این ستون از الکترونها، بر حسب شرایط مورد نظر کاربر با ایجاد یک میدان الکتریکی به آن ها شتاب داده می شود و به کمک چندین لنز الکترومغناطیسی شعاع آن را تا حد مطلوب کوچک می کنند. در این راه از روزنه های تعبیه شده در مسیر عبور الکترونها نیز استفاده می شود. پس از اینکه الکترونها به سرعت مورد نظر دست یافتند و شعاع ستون نیز تنظیم شد، این ستون از الکترونها تحت کنترل کامل با نقطه خاصی از جسم برخورد می کنند و نتیجه اندرکنش آن ها با نمونه توسط حسگرهای خاص ثبت می شود. البته واضح است که برای ثبت هر اندرکنش حسگر خاصی نیز لازم است. پس از ثبت این آثار، ستون الکترون به نقطه مجاور نقطه فعلی هدایت شده و آثار اندرکنش این نقطه نیز ثبت می گردد و این کار برای یک شبکه ۲ بعدی بر روی سطح جسم و به ازای تک تک نقاط ( و البته با سرعت بسیار بالا ) صورت می پذیرد. از نمایش نتایج حاصل بر روی یک نمایشگر، تصویری شکل می گیرد که همانند تصویر تلویزیون همواره در حال جارو کردن صفحه نمایشگر است به این ترتیب و بسته به اندرکنشی که خواص آن ثبت گردیده، تصویری حاصل می شود که می تواند خصوصیت مورفولوژی یا ترکیب نمونه در لایه های سطحی آن را بیان کند. با توجه به آنچه گفته شد در ادامه به معرفی دقیقتر اجزای یک SEM پرداخته خواهد شد. [ ۱] [ ۲]
wiki: میکروسکوپ الکترونی روبشی