CL

هنگامی که یک پرتوی الکترون با یک ماده درخشان در تعامل است ، ممکن است در نتیجه انتقال الکترونیکی در شکاف باند مواد ، نور مرئی منتشر شود. این می تواند اطلاعاتی در مورد خواص مواد و هرگونه نقص یا ناخالصی موجود در اختیار محقق قرار دهد. یک سیستم CL شامل یک جمع کننده نور ، یک فرستنده و یک آشکارساز است.

ESEM

در SEM معمولی ، قبل از تصویربرداری ، نمونه باید کاملاً خشک و رسانا باشد. فرآیندهای مورد استفاده برای خشک کردن نمونه ها می تواند تغییراتی را در نمونه ایجاد کند. تغییرات ایجاد شده توسط آماده سازی به خوبی درک شده است ، اما گاهی اوقات مشاهده نمونه در حالت طبیعی آن می تواند مفید باشد. ESEM برای این کار طراحی شده است. دمای نمونه و فشار بخار محفظه نمونه را می توان هر دو را کنترل کرد و اجازه می دهد تا نمونه ها گرم ، سرد ، مرطوب یا خشک شوند. این اجازه می دهد تا آزمایش های پویا انجام شود.

رطوبت نسبی (RH) را می توان در داخل محفظه با تنظیم دمای مرحله معمولی (± 20 درجه سانتی گراد) همراه با فشار کنترل کرد.

به عنوان مثال ، رطوبت نسبی 100 can را می توان با ترکیب دمای پایین (به عنوان مثال 4 درجه سانتیگراد) و فشار بخار آب بالا (به عنوان مثال 6.1 Torr) به دست آورد.
مزیت استفاده از 100٪ RH این است که نمونه همانطور که در تصویر گرفته می شود آبگیری نمی کند. با بالای 100٪ RH می توان آب را روی نمونه ها متراکم کرد. آزمایش های پویا را می توان بر روی نمونه های مرطوب در زمان واقعی انجام داد که شامل گرمایش (در مرحله تخصصی گرم) ، خنک سازی ، خیس شدن یا خشک شدن است. نمونه ها را می توان در حالی که این فرایندهای پویا در حال وقوع هستند ، تصویربرداری کرد.

برخی از نمونه های آزمایشاتی که می توان در ESEM انجام داد شامل تعیین و تصویربرداری از دینامیک ذوب برای مواد علوم فیزیکی است. تعیین پویایی تبلور. و تصویربرداری از فرآیندهای بیولوژیکی ، به عنوان مثال رشد لوله گرده در زمان واقعی از طریق خیس شدن گرده.

Cryo-SEM - Cold stage

کریو نشان می دهد منجمد شده است. میکروسکوپ الکترونی روبشی یک SEM معمولی است که مجهز به تجهیزات خاصی است که اجازه می دهد نمونه ها در حالت یخ زده مشاهده شوند. این به ویژه برای مشاهده مستقیم نمونه های هیدراته (مرطوب) ، نمونه های بیولوژیکی ظریف ، هیدروژل ، غذا ، بیوفیلم ، فوم ، چربی و موم ، سوسپانسیون ، داروسازی و نانوذرات مفید است. نمونه را می توان به صورت فوری در خارج از دستگاه منجمد کرد و سپس در حالت منجمد خود قرار داد ، یا در حالت منجمد در دستگاه قرار داده و به آرامی در دستگاه منجمد شد. با استفاده از الکترونهای ثانویه (SE) یا الکترونهای پراکنده عقب (BSE) تصویربرداری می شود. نمونه های یخ زده همچنین می توانند در حین آماده سازی شکسته یا بریده شوند تا ساختارهای داخلی نمایان شوند.

 

FIB

این فناوری شامل استفاده از باریکه یونی متمرکز (معمولاً یون های گالیم) است که بر روی یک نمونه سخت هدایت می شود. پرتو به اندازه یک کاوشگر بسیار خوب (<10 نانومتر) بر روی سطح نمونه متمرکز شده است. نمونه را می توان با پرتو یونی برش داده یا شکل داد در حالی که با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تحت نظارت است. FIB می تواند مقاطع ضخامت 10 نانومتر را از مواد بسیار سخت برش دهد. این بخش ها را می توان به عنوان بخش های پی در پی حذف کرد که هر کدام به نوبه خود با حالت SEM مشاهده می شوند. این اطلاعات تصویربرداری برای ساختن تصویر سه بعدی استفاده می شود. FIB همچنین می تواند برای شکل دهی برش های نازک یا سوزن هایی استفاده شود که سپس با تکنیک های دیگر مانند میکروسکوپ الکترونی عبوری یا توموگرافی کاوشگر اتم قابل مشاهده است. همچنین می تواند برای رسوب مواد در یک منطقه کوچک (تقریباً 100 نانومتر) از بخار شیمیایی ناشی از گازهای خاص استفاده شود.

هنگام آسیاب کردن یک ناحیه یا برش قطعه ای از نمونه ، مهم است که ابتدا یک نوار فلزی گذاشته شود که مانع از فرسایش پرتوی یون در آن منطقه می شود. این اجازه می دهد تا یک لبه به خوبی مشخص شده در منطقه تحت برش به دست آید.

ماشین ها می توانند هر دو ستون یون و الکترون را در یک ابزار واحد (که به آنها سازهای دو پرتو می گویند) داشته باشند. مزیت ماشینهای پرتو دوگانه این است که اجازه می دهند نمونه ها با استفاده از پرتو الکترونی با جزئیات تصویربرداری شوند ، بدون این که به سطح نمونه با پرتو یون آسیب برساند.

EDS

طیف سنجی اشعه ایکس پراکندگی انرژی (EDS یا EDX) یک تکنیک تحلیلی است که برای بررسی ویژگی های عنصری یا شیمیایی یک نمونه استفاده می شود. هنگامی که یک پرتوی الکترون با یک نمونه در تعامل است ، اشعه ایکس ساطع می شود. انرژی این اشعه ایکس مشخصه عناصر موجود در نمونه است. این تکنیک به طور مفصل در ماژول Microanalysis MyScope مورد بحث قرار گرفته است.

 

EBSD

پراش الکترونی Backscatter (EBSD) تکنیکی است که امکان بررسی ساختار ، فاز و جهت کریستال مواد کریستالی را فراهم می کند. می توان از آن برای آشکارسازی بافت ، اندازه دانه و ریخت شناسی ، عیوب و تغییر شکل استفاده کرد. این تکنیک نیاز به یک آشکارساز EBSD بر روی SEM دارد. نمونه باید تا حد امکان صاف و صاف باشد تا اثرات توپوگرافی با تجزیه و تحلیل تداخل نداشته باشد.

EBL

لیتوگرافی پرتو الکترونی (EBL) یک روش لیتوگرافی بدون ماسک است که برای الگوبرداری از ساختارهای چیدمان تولید شده توسط کامپیوتر بر روی مقاومت نوری روی ویفرهای سیلیکونی استفاده می شود. پس از تابش پرتو الکترونی متمرکز ، مقاومتهای حساس به الکترون تحت برش زنجیره ای یا اتصال عرضی قرار می گیرند که منجر به تغییر حلالیت مواد در طی فرآیند توسعه بعدی می شود (بسته به میزان مقاومت ، مواد در معرض توسعه را حذف/حفظ کنید). تا به امروز ، EBL همچنان بالاترین ابزار الگوسازی با وضوح در لیتوگرافی است ، به طور گسترده ای در ساختن ماسک عکس و تولید حجم کم اجزای نیمه هادی استفاده می شود.

 

Backscatter

الکترونهای پراکنده (BS) الکترونهای با انرژی بالا (> 50 eV) از پرتو حادثه اولیه هستند که از نمونه خارج می شوند. این BSE برای تولید نوع دیگری از تصویر استفاده می شود. چنین تصویری از کنتراست استفاده می کند تا در مورد متوسط تعداد اتمی نمونه به ما بگوید.

به عنوان مثال ، ناحیه ای از نمونه که غنی از آهن است ، از ناحیه حاوی سیلیکون روشن تر خواهد بود. تصویر زیر ترکیبی از دانه ها را نشان می دهد. روشن ترین (بالا سمت چپ) دارای مقدار زیادی آهن است. دانه سمت راست دارای مقدار زیادی کلسیم است و دانه مرکزی حاوی منیزیم ، آهن و سیلیکون است. تصویر پراکنده پشت نشان می دهد که این دانه منطقه بندی شده است. منطقه کمی روشن تر در مرکز آهن بیشتر است.

هرچه میانگین عدد اتمی بیشتر باشد ، الکترونهای اولیه بیشتر از نمونه پراکنده (پرش) می شوند. این امر منجر به ایجاد یک تصویر روشن تر برای چنین موادی می شود.

الکترون پراکنده دارای انرژی تا انرژی پرتو حادثه است و معمولاً بسیار نزدیک به آن انرژی است. انرژی بیشتر BSE ، در مقایسه با SE ، بدین معنی است که BSE تولید شده از اعماق بیشتر در حجم فعل و انفعال قادر است از نمونه فرار کرده و توسط آشکارساز BSE جمع آوری شود ، بنابراین تصاویر BSE وضوح مکانی کمتری نسبت به تصاویر SE دارند. به عبارت دیگر ، BSE می تواند قبل از بیرون آمدن مجدد در نمونه بیشتر حرکت کند و بنابراین اطلاعاتی که آنها حمل می کنند کمتر به جزئیات سطح محدود می شود. این منجر به کاهش وضوح می شود.

ECCI

یکی دیگر از تکنیک های تصویربرداری BSE که در میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد استفاده قرار می گیرد ، به عنوان مثال در بررسی نقایص فلزات ، تصویر کنتراست کانالیشن الکترونی (ECCI) است. این می تواند ساختارهای دررفتگی را در نمونه های فله تشخیص داده و مشخص کند. تغییر در پراش الکترون های پراکنده پس از تعامل با دررفتگی در مواد منجر به ضریب پراکندگی عقب بالاتر از ماتریس می شود. بنابراین دررفتگی های فردی به عنوان خطوط روشن در یک ماتریس تیره تر ظاهر می شود.

پوشش دادن

در صورت نیاز به اطلاعات ترکیبی مهم است که نمونه بدون پوشش (در حالت طبیعی آن) باقی بماند زیرا عمل پوشش نمونه ها با فلزات این امر را مبهم می کند. اگر نمونه غیر رسانا باشد ، می توان آن را با کربن (یک ماده با تعداد اتمی کم) پوشاند که بدون رساندن جزئیات ترکیب از پایین ، رسانایی را افزایش می دهد.

توپوگرافی و BSE

به منظور بدست آوردن بهترین اطلاعات ترکیبی با استفاده از BSE ، ترجیحاً از یک نمونه مسطح استفاده کنید. در غیر این صورت توپوگرافی با سیگنال رسیده به آشکارساز تداخل می کند. برای یک نمونه صاف (به عنوان مثال صیقلی) متراکم ترین ماده بالاترین (درخشان ترین) سطح سیگنال و کمترین چگالی پایین ترین سطح سیگنال را ارائه می دهد. به این ترتیب ، تصاویر BSE اطلاعاتی در مورد ناهمگونی ترکیب از طریق تضاد اعداد اتمی ارائه می دهند. تفاوتهای مقیاس خاکستری BSE تعداد متوسط ​​اتمی فازهای موجود را نشان می دهد و بنابراین تشخیص و طبقه بندی فازها را امکان پذیر می کند ، اما آنها نه عناصر موجود و نه غلظت را نشان می دهند.

تفاوت در ترکیب عنصری یا غلظت هایی که به وضوح توسط تصویربرداری BSE مشاهده می شوند را می توان با استفاده از تجزیه و تحلیل پراکندگی انرژی با میکروآنالیز با موفقیت ارزیابی کرد. با این حال ، مراحل مختلف در مواد می تواند در BSE یکسان به نظر برسد و این مراحل نیز می توانند با استفاده از میکروآنالیز با موفقیت ارزیابی شوند.