OBRAZOVÁ ANALÝZA
ZA HRANICI VIDITELNÉHO SE SKENOVACÍ ELEKTRONOVOU MIKROSKOPIÍ FIŠER J. ALS Czech Republic, s.r.o. Na Harfě 336/9 Praha 9 190 00, jakub.fiser@alsglobal.com
Skenovací elektronový mikroskop s energeticky disperzní rentgenovou spektroskopií (SEM-EDS) je kombinace, která způsobila revoluci v řadě vědních disciplín a oborů. Tato výkonná technika přináší množství informací o struktuře a složení široké škály materiálů. Jde o velmi variabilní, rychlou, a především nedestruktivní techniku, která našla uplatnění v oblastech jako geologie, petrologie, metalurgie, elektrotechnika, farmacie, životní prostředí a další.
Princip a využití SEM-EDS k pohledu do mikrosvěta Není potřeba vysvětlovat, že mikroskop je přístroj, který umožňuje zvětšit pozorovaný objekt a zobrazit jinak okem neviditelné detaily. Klasické optické mikroskopy využívají k zobrazování paprsky světla, jehož vlnová délka omezuje maximální zvětšení na 1500–2000krát. Elektronový mikroskop využívá místo světla fokusované elektrony, které mají mnohem kratší vlnovou délku a v ideálních podmínkách mohou dosahovat zvětšení až jednoho milionu. Princip SEM spočívá v “bombardování” povrchu vzorku fokusovaným svazkem tzv. primárních elektronů. V oblasti dopadu na povrch vzorku dochází mezi primárními elektrony a elektrony v atomech vzorku k celé řadě interakcí, díky kterým dochází k uvolnění detekovatelných signálů. Oblasti dopadu se říká excitační objem a jeho velikost závisí především na energii primárních elektronů a prvkovém složení vzorku. Svazek elektronů standardně neproniká hlouběji než 1–2 µm.
Mezi nejvýznamnější signály patří: • Sekundární elektrony jsou vyraženy z povrchu vzorku a mají nízkou hodnotu energie. Nesou informace o topografii povrchu vzorku a používají se k vytváření obrazu, který je velmi ostrý a působí až trojrozměrným dojmem. • Zpětně odražené elektrony jsou odraženy od povrchu vzorku a mají vysokou hodnotu energie. Jsou citlivé na rozdíly v atomovém čísle a poskytují tak informace o elementárním složení vzorku. • RTG záření se uvolňuje při přechodu elektronů mezi vrstvami atomu a je detekováno pomocí energiově disperzního detektoru (EDS). Emise tohoto záření je pro každý prvek jedinečná a umožňuje tak detekovat jednotlivé prvky ve vzorku. Kromě specializovaných SEM mikroskopů musí být vzorek suchý, stabilní ve vakuu, vodivý a musí se vejít do komory mikroskopu.
Obr. 1: Interakce elektronů.
Obr. 2: Ukázka Liniového řezu vzorku.
10
CHEMAGAZÍN • 4 / XXXIV (2024)
Made with FlippingBook - PDF hosting