Mikroskop Elektron Analitik
Mikroskop Elektron Analitik
JEOL membentangkan mikroskop elektron analitik pertama di dunia pada tahun 1970, di Persidangan Antarabangsa Mikroskop Elektron Ke-7 (Grenoble, Perancis). Sejak itu, beribu-ribu unit telah digunakan di universiti dan institut terkemuka di seluruh dunia. Mikroskop elektron analitik telah menjadi alat untuk bukan sahaja memerhati struktur skala nano, tetapi juga untuk menangkap maklumat mengenai interaksi antara elektron kejadian dan atom spesimen. Akibatnya, penggunaan mikroskop elektron telah berkembang secara mendadak. Hari ini, tiada mikroskop elektron penghantaran yang tidak boleh dilengkapi dengan fungsi analisis. Ia adalah alat yang berharga dalam bidang yang canggih, seperti penyelidikan saintifik dan pembangunan bahan.
Daripada "Ingin melihat" kepada "Ingin memahami"
Idea mikroskop, yang lahir dari keinginan kuat kita untuk melihat perkara-perkara kecil dengan jelas, telah berkembang daripada mikroskop optik pada abad ke-17 kepada mikroskop elektron. Walaupun mikroskop elektron muncul hanya 50 tahun yang lalu, pada masa ini, ia telah maju ke tahap yang dunia atom dan molekul kita boleh diperhatikan secara langsung. Keinginan kita untuk melihat perkara-perkara kecil sedang dipuaskan ke tahap yang melampau.
Walau bagaimanapun, keinginan saintifik kami tidak terhingga; kami berminat untuk mengetahui apa yang wujud di dalam apa yang telah kami lihat. Ini mungkin keinginan yang sama sejak fajar sains; kita telah berkembang menggunakan deria bau, pendengaran, sentuhan dan rasa untuk mempelajari perkara yang kita lihat.
Analisis setiap jenis data
rajah.1
Mikroskop elektron analitik ialah mikroskop elektron penghantaran yang dilengkapi dengan fungsi analisis seperti EDS (spektrometri sinar-X penyebaran tenaga) dan EELS (spektrometri kehilangan tenaga elektron), untuk membolehkan pengukuran kualitatif dan kuantitatif, pemetaan taburan unsur, dan analisis keadaan kimia dalam kawasan cerapan bersaiz mikro.
Apabila spesimen diterangi dengan elektron dipercepatkan, bersamaan dengan cahaya mikroskop optik, pelbagai fenomena berlaku. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah.1, pelbagai isyarat yang mencerminkan sifat spesimen dihasilkan.
Dengan mengesan elektron sekunder dan elektron berselerak belakang instrumen berfungsi sebagai mikroskop elektron pengimbasan untuk memerhati bentuk dan struktur permukaan spesimen. Ini memungkinkan untuk mendapatkan imej dengan resolusi spatial yang lebih baik (jarak terpendek antara dua titik jiran yang boleh dibezakan) daripada mikroskop elektron pengimbasan fungsi tunggal konvensional.
Dengan mengukur keamatan sinar-X ciri yang dipancarkan daripada spesimen, komposisi unsur dalam spesimen boleh dikenalpasti. Kaedah ini dipanggil EDS, teknik yang berbeza daripada kaedah EPMA (spektrometri sinar-X penyebaran panjang gelombang yang digunakan dalam penganalisis mikro probe elektron), yang mengkaji panjang gelombang sinar-X ciri dengan bantuan unsur penyebaran.
EDS menggunakan pengesan semikonduktor di mana litium disebarkan pada silikon. Tenaga daripada sinar-X ciri yang dijana daripada spesimen segera ditukar oleh pengesan ini kepada denyutan voltan yang sepadan dengan keamatannya. Dengan mengira bilangan denyutan setiap saiz, analisis unsur dan pengiraan nisbah komposisi boleh dijalankan.
Dengan mengesan elektron penghantaran, adalah mungkin untuk mendapatkan bukan sahaja imej mikroskopik elektron resolusi tinggi, tetapi juga imej penghantaran pengimbasan dan corak pembelauan rasuk elektron yang mencerminkan struktur kristal.
Elektron penghantaran termasuk kedua-dua elektron yang terhasil daripada interaksi elektron kejadian dengan atom spesimen serta elektron yang tidak mengalami interaksi tersebut. Menggunakan fakta ini kita boleh membuat analisis unsur dan mengesan keadaan ikatan kimia dan jarak atom spesimen dengan mengukur keamatan tenaga elektron penghantaran. Kaedah ini dipanggil EELS dan dianggap, bersama-sama dengan EDS, sebagai salah satu fungsi penting yang disediakan oleh mikroskop elektron analisis.
Sangat Baik untuk Analisis di Kawasan Mikro
rajah.2
Struktur mikroskop elektron analitik adalah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.
Dengan menambahkan fungsi mikroskop elektron pengimbasan pada unit asas mikroskop elektron penghantaran konvensional, pemerhatian permukaan spesimen menjadi boleh dilaksanakan.
Mikroskop elektron analitik boleh menggunakan pelbagai isyarat untuk membentuk imej. Pada masa yang sama, penggabungan EDS dan EELS membolehkan analisis unsur dan pemerhatian imej kehilangan tenaga.