SEM의 원리는 무엇입니까?

주사 전자 현미경(SEM)은 집속된 고에너지 전자 빔을 사용하여 샘플 표면을 조사하고 고해상도의 상세한 이미지를 생성하는 원리를 기반으로 합니다.

전자 소스: SEM은 일반적으로 가열된 텅스텐 필라멘트 또는 전계 방출 총과 같은 전자 소스를 사용하여 전자 빔을 생성하는 방식으로 작동합니다.

전자빔 생성: 전자 소스는 전자를 방출하며, 전자는 전기장에 의해 높은 에너지로 가속됩니다. 전자는 전자기 렌즈를 사용하여 좁은 빔으로 집중됩니다.

샘플 상호작용: 1차 전자빔은 샘플 표면으로 향합니다. 빔이 샘플과 상호 작용할 때 산란, 흡수 및 2차 전자 방출을 포함한 여러 유형의 상호 작용이 발생합니다.

산란: 1차 전자는 샘플의 원자와 상호 작용하는 동안 탄성 또는 비탄성 산란을 겪을 수 있습니다. 탄성 산란은 전자빔의 방향을 변경시키는 반면, 비탄성 산란은 샘플 원자와의 상호 작용으로 인해 에너지 손실을 초래합니다.

2차 전자 방출: 1차 전자 중 일부는 비탄성 산란을 통해 샘플 표면에서 2차 전자를 떨어뜨립니다. 이러한 2차 전자는 샘플의 지형과 구성에 대한 정보를 전달합니다.

신호 감지: 방출된 2차 전자는 후방 산란 전자 및 특성 X선 방출과 같은 기타 신호와 함께 다양한 감지기를 사용하여 감지됩니다. SEM의 일부 일반적인 검출기는 2차 전자용 Everhart-Thornley 검출기와 시료에서 생성된 후방 산란 전자 또는 X선 검출기입니다.

이미지 형성: 감지된 신호는 증폭 및 처리되어 이미지를 형성합니다. 신호 강도는 일반적으로 회색조 또는 가색 표현으로 변환되어 표면 특징과 세부 사항을 시각화할 수 있습니다.

스캐닝: 완전한 이미지를 생성하기 위해 전자빔은 래스터 패턴으로 샘플 표면 전체를 체계적으로 스캔합니다. 각 지점에서 감지된 신호의 강도가 기록되어 고해상도 이미지를 구축할 수 있습니다.

이미지 표시 및 분석: 최종 재구성된 이미지는 모니터에 표시되거나 추가 분석을 위해 기록됩니다. SEM 이미지는 다양한 재료의 미세 구조, 형태, 원소 구성 및 표면 특성을 검사하는 데 사용할 수 있습니다.

간단히 말해서, 주사 전자 현미경은 집중된 고에너지 전자빔과 샘플의 상호 작용을 활용하여 상세한 이미지를 생성합니다. SEM은 샘플에서 방출되는 신호를 분석하여 샘플의 표면 지형, 형태 및 구성에 대한 귀중한 정보를 고해상도로 제공합니다. 이는 연구, 품질 관리 및 재료 특성화를 위한 다양한 과학 및 산업 응용 분야에서 널리 사용됩니다.

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