ELEKTRONIKUS MIKROSZKÓP- egy tárgy többszörösen (legfeljebb 10 6-szoros) felnagyított képének megfigyelésére és fényképezésére szolgáló eszköz, amelyben fénysugarakat használnak, nagy energiákra (30-1000 keV vagy több) felgyorsítva mély körülmények között. Phys. A korpuszkuláris-nyaláb optika alapjai. Az eszközöket 1827-ben, 1834-35-ben (csaknem száz évvel az elektromágnesesség megjelenése előtt) fektette le W. R. Hamilton, aki megállapította, hogy létezik analógia a fénysugarak optikailag inhomogén közegben való áthaladása és a részecskék erőterekben való pályája között. . Az E. m. létrehozásának célszerűsége a de Broglie hullámok hipotézisének 1924-es jelölése után vált nyilvánvalóvá, és a tehn. Az előfeltételeket H. Busch teremtette meg, aki 1926-ban a tengelyszimmetrikus terek fókuszálási tulajdonságait tanulmányozta és mágneses teret fejlesztett ki. elektronikus lencse. 1928-ban M. Knoll és E. Ruska hozzáláttak az első magn. áttetsző E. m. (TEM), és három évvel később kapott egy képet az objektumról, amelyet elektronsugarak alkottak. A következő években megépültek az első raszteres elektronsugarak (SEM), amelyek a pásztázás elvén működtek, vagyis egy vékony elektronnyalábot (szondát) mozgattak egymás után egy objektum felett pontról pontra. K ser. 1960-as évek A REM csúcstechnológiát ért el. tökéletességre, és ettől kezdve kezdték el széles körben elterjedni a tudományos életben. kutatás. A TEM-ek a legmagasabbak felbontás, meghaladja ebben a paraméterben a fényt mikroszkópok többben ezerszer. Az a felbontási határ, amely a készülék azon képességét jellemzi, hogy egy tárgy két lehető legközelebbi részletét külön-külön megjelenítse, a TEM esetében 0,15-0,3 HM, azaz eléri azt a szintet, amely lehetővé teszi a tárgy atomi és molekulaszerkezetének megfigyelését. tanulmányozott tárgyakat. Az ilyen nagy felbontásokat az elektronok rendkívül rövid hullámhosszának köszönhetjük. Az E. m. lencséi aberrációkkal rendelkeznek, hatékony módszerek rykh korrekciót nem találtunk, ellentétben a fénymikroszkóppal (lásd. Elektronikus és ionoptika Ezért a TEM magn. elektronikus lencsék(EL), amelynél az aberrációk egy nagyságrenddel kisebbek, teljesen felváltotta az elektrosztatikusakat. Optimális rekesznyílás (lásd. Diafragma elektronikus és ionoptikában) csökkenthető a gömb alakú. lencse aberráció befolyásolja

Az E. mérők felbontásáról Az üzemelő TEM-eket három csoportra lehet osztani: nagyfelbontású E. mérőkre, egyszerűsített TEM-ekre és egyedi ultranagy durva E. mérőkre.

nagy felbontású TEM(0,15-0,3 nm) - univerzális többcélú eszközök. A tárgyak képének megfigyelésére világos és sötét mezőben, szerkezetük elektro-nográfiával történő tanulmányozására szolgálnak. módszer (lásd Elektronográfia), helyi mennyiségeket hajtanak végre. energiaspektrométer segítségével. az elektronok és a röntgenkristályok elvesztése. és félvezető és kapunk spektroszkópiai. tárgyak képei olyan szűrő segítségével, amely kiszűri a megadott energián kívüli energiájú elektronokat. ablak. A szűrőn áthaladó és képet alkotó elektronok energiaveszteségét egyetlen vegyi anyag jelenléte okozza a tárgyban. elem. Ezért növekszik azon területek kontrasztja, ahol ez az elem jelen van. Az ablak mozgatásával az energetikai mentén spektrum vétel eloszlás dekomp. az objektumban található elemek. A szűrőt monokromátorként is használják az elektromágneses mérőeszközök felbontásának növelésére vastag tárgyak vizsgálatánál, amelyek növelik az elektronok energiaszórását és (ennek következtében) a kromatikus aberrációt.

Hozzáadás segítségével. eszközök és tartozékok, a TEM-ben vizsgált objektum különböző síkokban, nagy szögben dönthető az optikaihoz képest. tengely, hő, hűtés, deformáció. A nagyfelbontású elektromágneses mérőkészülékekben a feszültséggyorsító elektronok 100-400 kV, lépcsőzetesen szabályozott és rendkívül stabil: 1-3 perc alatt értéke nem változhat többet (1-2) 10 -6-nál a kezdeti értéktől. Az elektronsugárral "megvilágítható" tárgy vastagsága a gyorsító feszültségtől függ. 100 kilovoltos E. m.-ben 1-től több vastagságú tanulmányi objektumok. több tíz nm.

A leírt típusú TEM sematikusan az 1. ábrán látható. 1. Az ő elektron-optikai. rendszer (oszlop) vákuumrendszer segítségével mélyvákuumot hoz létre (~ 10 -5 Pa nyomásig). Az elektron-optikai séma. ábrán látható a TEM rendszer. 2. Elektronnyaláb keletkezik, melynek forrása egy termikus katód elektronágyúés egy nagyfeszültségű gyorsítót, majd kétszer fókuszál az első és a második kondenzátor, amelyek kis méretű elektronikus "foltot" hoznak létre a tárgyon (beállítással a folt átmérője 1-20 μm között változhat). A tárgyon való áthaladás után az elektronok egy része szétszóródik és visszatartja a rekeszmembrán. A szóratlan elektronok áthaladnak a membránnyíláson, és az objektív fókuszálja őket a közbenső elektronlencse tárgysíkjába. Itt jön létre az első nagyított kép. Az ezt követő lencsék második, harmadik stb. képet hoznak létre. Az utolsó - vetítő - lencse katódlumineszcens képernyőn alkot képet, amely elektronok hatására világít. Az elektronszórás mértéke és jellege nem azonos az objektum különböző pontjain, mivel a vastagság, a szerkezet és a kémia. a tárgy összetétele pontról pontra változik. Ennek megfelelően változik az apertúra-membránon áthaladó elektronok száma, és ezáltal az áramsűrűség is a képen. Van egy amplitúdó kontraszt, amely a képernyőn fénykontrasztra alakul. Vékony tárgyak esetében érvényesül fáziskontraszt, amelyet a tárgyban szétszórt és a képsíkot zavaró fázisok változása okoz. Az E. M. képernyője alatt egy tár található fotólemezekkel, fényképezéskor a képernyőt eltávolítják, és az elektronok a fotoemulziós rétegre hatnak. A képet objektív lencse fókuszálja az áram egyenletes beállításával, amely megváltoztatja a nagyságát. terület. Más elektronikus lencsék árama szabályozza az E. m. növekedését, amely egyenlő az összes lencse nagyításának szorzatával. Nagy nagyításnál a képernyő fényereje elégtelenné válik, és a képet fényerő-erősítő segítségével figyeljük meg. A kép elemzéséhez a benne lévő információk analóg-digitális átalakítása és számítógépes feldolgozása történik. Az adott program szerint javított és feldolgozott kép a számítógép képernyőjén jelenik meg, és szükség esetén egy memóriaeszközbe kerül.

Rizs. 1. Transzmissziós típusú elektronmikroszkóp (PEM): 1 - gyorsítóval ellátott elektronágyú; 2-kondenzgyomirtó lencsék; 3 -objektív lencse; 4 - kivetítés lencsék; 5 - fénymikroszkóp, kiegészítve nagyítvaa képernyőn megfigyelt kép megfejtése; b-hogygyöngyök kilátó ablakokkal, amelyeken keresztül megfigyelhetiképet ad; 7 -nagyfeszültségű kábel; 8 - vákuumrendszer; 9 - Távirányító; 10 -állvány; 11 - nagyfeszültségű tápegység; 12 - lencse tápegység.

Rizs. 2. A TEM elektron-optikai sémája: 1 -katód; 2 - fókuszáló henger; 3 -gyorsító; 4 -pervyy (rövid fókuszú) kondenzátor, alkotás az elektronforrás csökkentett képe; 5 - a második (hosszú fókuszú) kondenzátor, amely beburkolja a forrás miniatűrjét elektronok tárgyonként; 6 -egy tárgy; 7 - rekesz átmlencsetöredék; 8 - lencse; 9 , 10, 11 -rendszer vetítőlencsék; 12 - katódlumineszcens képernyő.

Egyszerűsített TEM tudományos célra tervezték tanulmányok, amelyekben nincs szükség nagy felbontásra. Előre is használják őket tárgyak megtekintése, rutinmunka és oktatási célokra. Ezek az eszközök egyszerű felépítésűek (egy kondenzátor, 2-3 elektronikus lencse az objektum képének nagyítására), alacsonyabb (60-100 kV) gyorsítófeszültséggel és kisebb a nagyfeszültség- és lencseáramok stabilitása. Felbontásuk 0,5-0,7 nm.

UHV E. m . (SVEM) - 1-3,5 MB gyorsítófeszültségű eszközök - 5-15 m magasságú nagyméretű szerkezetek, amelyekhez speciális berendezések vannak felszerelve. helyiségeket vagy különálló épületeket építeni, amelyek az SVEM komplexum szerves részét képezik. Az első SVM-eket nagy (1-10 µm) vastagságú objektumok tanulmányozására tervezték, amelyek megőrizték egy masszív szilárd test tulajdonságait. A kromatika erős hatása miatt aberrációk, az ilyen E. m. felbontása csökken. A 100 kilovoltos E. m.-hez képest azonban a vastag tárgyak képének felbontása SVEM-ben 10-20-szor nagyobb. Mivel az elektronok energiája az UHEM-ben nagyobb, hullámhosszuk rövidebb, mint a nagyfelbontású TEM-ben. Ezért komplex műszaki megoldása után. problémák (több mint egy évtizedig tartott) és a magas rezgésállóság, a megbízható rezgésszigetelés és a megfelelő mechanikai megvalósítás megvalósítása. és elektromos stabilitást, a legnagyobb felbontást (0,13-0,17 nm) az áttetsző elektromágneses mérőeszközöknél érték el, ami lehetővé tette az atomi szerkezetek képeinek fényképezését. Azonban gömb alakú az objektív aberrációja és defókusza torzítja a maximális felbontással kapott képeket, és zavarja a megbízható információszerzést. Ezt az információs gátat a decomp-val nyert fókuszos képsorok segítségével lehet leküzdeni. objektív defókusz. Ezzel egyidejűleg ugyanazon defókuszálások esetén számítógépen szimulálják a vizsgált atomi szerkezetet. A fókuszsorozatok modellképsorozatokkal való összehasonlítása segít megfejteni az atomszerkezetek UHEM-mel készített mikrofotóit a legnagyobb felbontással. ábrán. A 3. ábra a speciálisban található SVEM diagramját mutatja. épület. Fő a készülék alkatrészeit egyetlen komplexummá egyesítik egy platform segítségével, amely négy láncon és lengéscsillapító rugókon van felfüggesztve a mennyezetről. Az emelvény tetején két, 3-5 atm nyomású elektromosan szigetelő gázzal töltött tartály található. Az egyikbe nagyfeszültségű generátor, a másikba elektrosztatikus generátor kerül. elektrongyorsító elektronágyúval. Mindkét tartályt egy elágazó cső köti össze, amelyen keresztül a generátor magas feszültsége a gyorsítóba kerül. Alulról a tartályba a gyorsítóval csatlakozik az elektronoptikai. az épület alsó részében elhelyezett, röntgensugárzástól mennyezet által védett oszlop. a gyorsítóban keletkező sugárzás. Mindezek a csomópontok merev szerkezetet alkotnak, amely fizikai tulajdonságokkal rendelkezik. egy nagy (legfeljebb 7 s) saját periódusú inga. , amelyeket folyadékcsappantyúk oltanak el. Az inga felfüggesztési rendszer hatékonyan szigeteli el az SVEM-et a külsőtől. rezgések. A készülék vezérlése az oszlop közelében található távirányítóról történik. A lencsék, oszlopok és az eszköz egyéb egységeinek elrendezése hasonló a megfelelő TEM-eszközökhöz, és nagy méretekben és tömegben különbözik tőlük.

Rizs. 3. Ultranagyfeszültségű elektronmikroszkóp (SVEM): 1 rezgésszigetelő platform; 2-láncos, amelyen az emelvény lóg; 3 - lengéscsillapító rugók; 4 tartály, amelyben a generátor találhatónagyfeszültségű és elektrongyorsító elektronnalnoé fegyver; 5-elektron-optikai oszlop; 6- mennyezet elválasztó SVEM épület a felső és alsó csarnokok és a dolgozó személyzet védelme alsó terem, röntgenből; 7 - távirányító mikroszkópos vezérlés.

Raszter E. m. (SEM) termikus pisztollyal - a leggyakoribb készüléktípus elektronmikroszkópia. Volfrám és hexaborid-lantán termikus katódokat használnak. A SEM felbontása a pisztoly elektronfényességétől függ, és a vizsgált osztályba tartozó eszközökben 5-10 nm. A gyorsító feszültség 1-30-50 kV között állítható. ábrán látható a SEM eszköz. 4. Két vagy három elektronlencse segítségével egy keskeny elektronszondát fókuszálunk a minta felületére. Magn. az eltérítő tekercsek a szondát az objektumon egy adott területen helyezik el. Amikor a szonda elektronok kölcsönhatásba lépnek a tárggyal, többféle sugárzás keletkezik (5. ábra): szekunder és visszavert elektronok; Auger elektronok; röntgen bremsstrahlungés jellemző sugárzás (lásd jellemző spektrum); fénysugárzás stb. Bármely sugárzás, a tárgyon (ha az vékony) áthaladt és a tárgyban elnyelt elektronok árama, valamint a tárgyon indukált feszültség rögzíthető a megfelelő detektorokkal, amelyek átalakítja ezeket a sugárzásokat, áramokat és feszültségeket elektromossá. A to-rye jeleket az erősítést követően egy katódsugárcsőbe (CRT) táplálják, és modulálják a nyalábját. A CRT-nyalábot szinkronban pásztázzák a SEM-ben lévő elektronszonda pásztázásával, és a CRT képernyőn a tárgy kinagyított képe látható. A nagyítás megegyezik a katódsugárcsöves képernyőn látható keret méretének és az objektum beolvasott felületének megfelelő méretével. Fényképezze a képet közvetlenül a CRT képernyőről. Fő A SEM előnye a készülék magas információtartalma, amely a jelek decomp segítségével történő megfigyelésének képességéből adódik. detektorok. A SEM segítségével felfedezheti a mikroreliefet, a vegyszer eloszlását. tárgy szerinti kompozíció, pn-átmenetek, röntgenfelvételeket készítenek. spektrális analízis stb. A SEM-et széles körben használják a technol. folyamatok (ellenőrzés az elektronikus-litográfiai technológiákban, a mikroáramkörök hibáinak vizsgálata és felderítése, mikrotermékek metrológiája stb.).

Rizs. 4. Pásztázó elektronmikroszkóp diagramja (REM): 1 - elektronágyús szigetelő; 2 -V-képtermikus katód; 3 - fókuszáló elektróda; 4 - anód; 5 - kondenzátor lencsék; 6 -diafragma; 7 - kétszintű terelőrendszer; 8 -lencse; 9 - az objektív rekeszmembránja; 10 -egy tárgy; 11 -szekunder elektronok detektora; 12 -kristályszemélyes spektrométer; 13 -arányos számláló; 14 - előerősítő; 15 - erősítő blokk; 16, 17 - regisztrációs berendezések röntgensugárzás; 18 - erősítő egység; 19 - nagyításvezérlő egység; 20, 21 - éget blokkokesernyő és függőleges szkennelés; 22, 23 -elektrtrónsugárcsövek.

Rizs. 5. Az objektumra vonatkozó információk nyilvántartási rendszere, SEM-ben érkezett; 1-primer elektronsugár; 2-szekunder elektronok detektora; 3 bérelhető detektorgénsugárzás; 4-es visszavert elektronok detektoraronov; Auger-elektronok 5-detektora; 6 fényérzékelőúj sugárzás; 7 - áthaladt elektro detektorúj; 8 - áramkör az áthaladó áram regisztrálására elektron objektum; 9-áramkör az aktuális regisztrációhoz a tárgyban elnyelt elektronok; 10-séma reaz elektromos hálózat hisztrációja kapacitás.

A SEM nagy felbontása másodlagos elektronok felhasználásával képalkotásban valósul meg. Ez fordítottan arányos annak a zónának az átmérőjével, amelyből ezek az elektronok kibocsátódnak. A zóna mérete függ a szonda átmérőjétől, a tárgy tulajdonságaitól, a primer elektronok sebességétől stb. A primer elektronok nagy behatolási mélysége esetén a minden irányban fejlődő másodlagos folyamatok növelik a zóna átmérőjét és a felbontást csökken. A másodlagos elektrondetektor a következőkből áll fotósokszorozó(PMT) és elektron-fotonikus konverter, osn. egy elem to-rogo a szcintillátor. A szcintillátor felvillanások száma arányos a tárgy adott pontján kiütött szekunder elektronok számával. A PMT-ben és a videoerősítőben történő erősítés után a jel modulálja a CRT-nyalábot. A jel nagysága a minta domborzatától, a helyi elektromosság jelenlététől függ. és magn. mikromezők, az együttható nagysága. a másodlagos elektronemisszió pedig a vegyi anyagtól függ. minta összetétele egy adott ponton.

A visszavert elektronokat félvezető detektor fogja fel p - n-átmenet. A kép kontrasztja az együttható függésének köszönhető. visszaverődések az elsődleges sugár beesési szögéből a tárgy adott pontjában és a pontról. anyagszám. A "visszavert elektronokban" kapott kép felbontása kisebb, mint a másodlagos elektronok segítségével (néha egy nagyságrenddel). Az elektronok repülésének egyenessége miatt információ a szept. Az objektum azon területei, ahonnan nincs közvetlen út a detektorhoz, elvesznek (árnyékok jelennek meg). Az információvesztés kiküszöbölése, valamint a minta domborzati képének kialakítása érdekében annak elemi összetétele nem befolyásolja a rajt, és fordítva, hogy képet alkosson a vegyszer eloszlásáról. elemei az objektumban, amelyet a domborzata nem érint, a SEM több részből álló detektorrendszert használ. Az objektum körül elhelyezett detektorok, amelyek jeleit kivonják vagy összeadják, és a kapott jelet erősítés után a CRT modulátorba táplálják.

röntgen jellegzetes sugárzást rögzítik kristály. (hullám-diszperz) vagy félvezető (energia-diszperz) spektrométerek, to-rozs kiegészítik egymást. Az első esetben röntgen a spektrométer kristályáról való visszaverődés utáni sugárzás belép a gázba arányos számláló, és a másodikban - röntgen. lítiummal vagy germániummal adalékolt szilíciumból készült, félvezetőhűtéses (zajcsökkentés) detektorban gerjesztik a kvantumjeleket. Erősítés után a spektrométerek jelei a CRT modulátorba továbbíthatók, és annak képernyőjén megjelenik egy kép az egyik vagy másik vegyi anyag eloszlásáról. elem a tárgy felületén.

Röntgennel felszerelt SEM-en. spektrométerek, helyi mennyiségeket állítanak elő. elemzés: regisztrálja a gerjesztett röntgen impulzusok számát. kvantumokat abból a területből, ahol az elektronszondát leállították. Kristályos spektrométer egy sor elemző kristály segítségével, dekomp. síkközi távolságok (lásd Bragg-Wulf állapot) nagy spektrummal diszkriminál. jellemző felbontás. hullámhossz spektrum, amely a Be-től az U-ig terjedő elemek tartományát fedi le. A félvezető spektrométer megkülönbözteti a röntgensugárzást. A kvantumokat energiájuk alapján, és egyidejűleg regisztrálja az összes elemet B-től (vagy C-ig) U-ig. Spektrális felbontása kisebb, mint a kristályosé. spektrométer, de nagyobb érzékenység. Vannak más előnyök is: gyors információkiadás, egyszerű kialakítás, nagy teljesítmény.

Raszter Auger-E. m. (ROEM) eszközök, amelyekben egy elektronszonda letapogatásakor az Auger elektronokat legfeljebb 0,1-2 nm-es tárgymélységből észlelik. Ilyen mélységben az Auger-elektronok kilépési zónája nem növekszik (ellentétben a másodlagos emissziós elektronokkal), és a műszer felbontása csak a szonda átmérőjétől függ. A készülék ultramagas vákuumban működik (10 -7 -10 -8 Pa). Gyorsító feszültsége kb. 10 kV. ábrán. A 6. ábra a ROEM eszközt mutatja. Az elektronágyú egy Schottky-módban működő lantán-hexaborid vagy wolfram termikus katódból és egy háromelektródos elektrosztatikusból áll. lencsék. Az elektronszondát ez a lencse és a mágnes fókuszálja. a fókuszsíkban lévő lencse to-rogo egy tárgy. Az Auger-elektronok gyűjtése hengeres formában történik. tükörenergia-elemző, melynek belső elektródája a lencsetestet fedi, a külső pedig a tárgyhoz csatlakozik. Az Auger-elektronokat energia alapján megkülönböztető analizátor segítségével a chem. elemek az objektum felületi rétegében szubmikronos felbontással. A mélyrétegek tanulmányozására a készüléket ionpisztollyal szerelték fel, melynek segítségével ionsugaras maratással távolítják el az objektum felső rétegeit.

Rizs. b. A pásztázó Auger elektronmikroszkóp vázlata(ROEM): 1 - ionszivattyú; 2- katód; 3 - háromelektródos elektrosztatikus lencse; 4 csatornás detektor; 5 rekeszes objektív rekesz; 6-dupla terelőrendszer az elektronikus szonda sepréséhez; 7 lencsés; 8- külső elektróda hengeres tükörelemző; 9-objektum.

SEM terepi emissziós pisztollyal nagy felbontásúak (2-3 nm-ig). A terepi emissziós pisztoly egy katódot használ egy pont formájában, amelynek tetején erős elektromos áram keletkezik. mező kihúzza az elektronokat a katódból ( terepi kibocsátás). A mező emissziós katóddal rendelkező fegyverek elektronikus fényereje 10 3 - 10 4-szer nagyobb, mint a termikus katóddal ellátott fegyver fényereje. Ennek megfelelően az elektronszonda árama nő. Ezért a terepi emissziós pisztollyal rendelkező SEM-ben a lassú sweep mellett gyors sweep is történik, és a szonda átmérője csökken a felbontás növelése érdekében. A mezőemissziós katód azonban csak ultranagy vákuum (10 -7 -10 -9 Pa) mellett működik stabilan, ami megnehezíti az ilyen SEM-ek tervezését és működését.

Átlátszó raszter E. m. (STEM) ugyanolyan nagy felbontásúak, mint a TEM. Ezek az eszközök ultranagy vákuum (10-8 Pa-ig) körülményei között működő terepi emissziós fegyvereket használnak, amelyek elegendő áramot biztosítanak egy kis átmérőjű (0,2-0,3 nm) szondában. A szonda átmérője két magnóval csökken. lencsék (7. ábra). Az objektum alatt detektorok találhatók - központi és gyűrűs. Az elsőre a szóratlan elektronok esnek, majd a megfelelő jelek átalakítása és felerősítése után a katódsugárcsöves képernyőn egy világos mezős kép jelenik meg. A szórt elektronokat a gyűrűdetektoron gyűjtik össze, így sötét mezős kép jön létre. A STEM-ben vastagabb objektumok is vizsgálhatók, mint a TEM-ben, mivel a rugalmatlanul szórt elektronok számának vastagsággal való növekedése nem befolyásolja a felbontást (nincs elektronoptika a tárgy utáni leképezéshez). Energiaelemző segítségével az objektumon áthaladó elektronokat rugalmasan és rugalmatlanul szórt nyalábokra választják szét. Mindegyik sugár eléri a saját detektorát, és a megfelelő komplementeket tartalmazó képeket a CRT-n figyeljük meg. információ az objektum elemi összetételéről. A STEM-ben a nagy felbontást lassú sweepekkel érik el, mert egy mindössze 0,2–0,3 nm átmérőjű szondában kicsi az áramerősség. A PREM minden elektronmikroszkópos analitikai eszközzel fel van szerelve. kutatási objektumok, és különösen spektrométerek energetikai-tich. elektronvesztés, röntgen spektrométerek, komplex rendszerek az átvitt, visszaszórt és szekunder elektronok detektálására, amelyek a bomlás során szétszórt elektroncsoportokat választják ki. különböző szögekkel rendelkeznek energia stb. A készülékek számítógéppel vannak felszerelve a beérkező információk komplex feldolgozására.

Rizs. 7. Egy áttetsző raszter sematikus diagramjaelektronmikroszkóp (PREM): 1-auto-emisszióion katód; 2-köztes anód; 3- anód; 4- membrán "világító"; 5 mágneses lencse; 6-kettőlépcsőzetes eltérítési rendszer az elektronsepréshezlábszonda; 7 mágneses lencse; 8 - rekesz objektív rekesz; 9 - tárgy; 10 - terelőrendszer; 11 - szórt elektronok gyűrűs detektora; 12 - szóratlan elektronok detektora (eltávolítva, amikor a mágneses spektrométer működése); 13 - mágneses spektrométer; 14-es terelőrendszer a kiválasztáshoz különböző energiaveszteséggel rendelkező elektronok; 15 - rés spektrométer; 16 spektrométeres detektor; RE-szekunderúj elektronok; hv- röntgensugárzás.

Emisszió E. m. hozzon létre egy képet egy tárgyról elektronokkal, a to-rye magát a tárgyat bocsátja ki, amikor melegítik, primer elektronsugárral bombázzák, e-mag hatására. sugárzás és erős elektromos alkalmazása esetén. mező kihúzza az elektronokat a tárgyból. Ezeknek az eszközöknek általában szűk célja van (lásd. elektronikus projektor).

Tükör E. m. szolgálni a arr. elektrosztatikus megjelenítéshez. "potenciális domborművek" és magn. mikromezők a tárgy felületén. Fő elektron-optikai a készülék eleme elektronikus tükör, és az egyik elektróda maga a tárgy, amely egy kis negatív alatt van. potenciál a fegyver katódjához viszonyítva. Az elektronsugarat az elektrontükörre irányítják, és a tárgy felületének közvetlen közelében lévő mező visszaveri. A tükör "visszavert nyalábokban" alkot képet a képernyőn: a tárgy felszínéhez közeli mikromezők újra elosztják a visszavert nyaláb elektronjait, kontrasztot hozva létre a képen, amely ezeket a mikromezőket vizualizálja.

Az E. m. fejlődésének kilátásai. A jövőben is folytatódik az elektromágneses mérőórák, a beszerzett információ mennyiségének növelését célzó fejlesztése, amelyet a jövőben is folytatnak, és továbbra is a fő feladat marad a műszerek paramétereinek javítása, mindenekelőtt a felbontás növelése. Munka az elektron-optikai létrehozásán. a kis aberrációjú rendszerek még nem vezettek az E. m felbontásának valódi növekedéséhez. Ez vonatkozik a nem tengelyszimmetrikus aberrációkorrekciós rendszerekre, a kriogén optikára és a korrekciós terekkel ellátott lencsékre. az axiális régióban stb. Ezeken a területeken kutatások és kutatások folynak. Folytatódik az elektronikus holografikus jellemzők létrehozására irányuló kutatás. rendszerek, beleértve azokat is, amelyek a lencsék frekvencia-kontraszt jellemzőit korrigálják. Az elektrosztatika miniatürizálása a mikro- és nanotechnológia vívmányait alkalmazó lencsék és rendszerek is hozzájárulnak a kis aberrációjú elektronikus optika létrehozásának problémájának megoldásához.

Megvilágított.: Gyakorlati pásztázó elektronmikroszkópia, szerk. D. Gouldstein, X. Yakovitsa, ford. angolból, M., 1978; Spence D., Kísérleti nagyfelbontású elektronmikroszkópia, transz. angolból, M., 1986; Stoyanov P. A., SVEM-1 elektronmikroszkóp, "A Szovjetunió Tudományos Akadémiájának közleményei, fizika sorozat", 1988, 52. kötet, 7. szám, p. 1429; Hawks P., Kasper E., Az elektronikus optika alapjai, ford. angolból, vol. 1-2, M., 1993; Oechsner H., Pásztázó csigás mikroszkóp, Le Vide, les Couches Minces, 1994, t. 50, 271. o. 141; McMullan D., Pásztázó elektronmikroszkópia 1928-1965, "Scanning", 1995, t. 17. 3. sz. 175. P. A. Sztojanov.

Az elektronmikroszkópos módszer olyan szerkezetek tanulmányozására, amelyek a fénymikroszkóp láthatóságán kívül esnek, és amelyek mérete kisebb, mint egy mikron (1 mikrontól 1-5 Å-ig).

Az elektronmikroszkóp (ábra) működése az irányított áramlás alkalmazásán alapul, amely fénymikroszkópban fénysugárként működik, a mágnesek (mágneses lencsék) pedig a lencsék szerepét töltik be.

Tekintettel arra, hogy a vizsgált objektum különböző részei eltérő módon tartják vissza az elektronokat, az elektronmikroszkóp képernyőjén a vizsgált objektumról fekete-fehér, tíz- és százezerszeres nagyítású kép készül. A biológiában és az orvostudományban elsősorban transzmissziós típusú elektronmikroszkópokat alkalmaznak.

Az elektronmikroszkópia az 1930-as években kezdődött, amikor néhány vírusról (dohánymozaikvírus és bakteriofágok) készültek az első képek. Jelenleg az elektronmikroszkópia találta a legszélesebb körű alkalmazást a virológiában, ami új tudományágak létrejöttét okozza. A biológiai tárgyak elektronmikroszkópiájánál speciális előkészítési módszereket alkalmaznak. Ez szükséges a vizsgált objektumok egyes összetevőinek (sejtek, baktériumok, vírusok stb.) azonosításához, valamint szerkezetük megőrzéséhez nagyvákuum körülmények között elektronsugár alatt. Elektronmikroszkóppal a tárgy külső alakját, felületének molekuláris szerveződését, az ultravékony metszetek módszerével a tárgy belső szerkezetét tanulmányozzuk.

Az elektronmikroszkópia biokémiai, citokémiai kutatási módszerekkel, immunfluoreszcenciával és röntgendiffrakciós analízissel kombinálva lehetővé teszi az összetétel és a funkció megítélését szerkezeti elemek sejtek és vírusok.

A múlt század 70-es éveinek elektronmikroszkópja

Elektronmikroszkópia - mikroszkopikus tárgyak tanulmányozása elektronmikroszkóp segítségével.

Az elektronmikroszkóp egy elektron-optikai műszer, amelynek felbontása több angström, és lehetővé teszi a mikroszkopikus struktúrák, sőt egyes molekulák finom szerkezetének vizuális tanulmányozását.

A katódból, egy vezérlőelektródából és egy anódból álló háromelektródos pisztoly elektronforrásként szolgál a fénysugarat helyettesítő elektronsugár létrehozásához (1. ábra).

Rizs. 1. Háromelektródás pisztoly: 1 - katód; 2 - vezérlőelektróda; 3 - elektronsugár; 4 - anód.

Az elektronmikroszkópban az optikai lencsék helyett használt elektromágneses lencsék lágy mágneses anyagból készült héjakba zárt többrétegű szolenoidok, amelyek belsejében nem mágneses rés található (2. ábra).

Rizs. 2. Elektromágneses lencse: 1 - pólusvég; 2 - sárgaréz gyűrű; 3 - tekercselés; 4 - héj.

Az elektronmikroszkópban generált elektromos és mágneses mező tengelyirányban szimmetrikus. Ezeknek a mezőknek a hatására a tárgy egy pontjából kis szögben kilépő töltött részecskék (elektronok) ismét összegyűlnek a képsíkban. A teljes elektron-optikai rendszert az elektronmikroszkóp oszlopába zárjuk (3. ábra).

Rizs. 3. Elektron-optikai rendszer: 1 - vezérlőelektróda; 2 - az első kondenzátor membránja; 3 - a második kondenzátor membránja; 4 - a második kondenzátor stigmatátora; 5 - tárgy; 6 - objektívlencse; 7 - az objektívlencse megbélyegzője; 8 - a köztes lencse stigmatátora; 9 - a vetítőlencse rekesznyílása; 10 - katód; 11 - anód; 12 - az első kondenzátor; 13 - második kondenzátor; 14 - fókuszkorrektor; 15 - tárgytartó asztal; 16 - objektív rekesz; 17 - választó membrán; 18 - köztes lencse; 19 - vetítőlencse; 20 - képernyő.

Az elektronágyú által létrehozott elektronsugarat a kondenzátorlencsék hatásterébe irányítják, amelyek lehetővé teszik a vizsgált tárgyra eső sugár sűrűségének, átmérőjének és apertúrájának széles tartományban történő megváltoztatását. Az objektum kamrájában egy asztal van elhelyezve, amelynek kialakítása biztosítja a tárgy egymásra merőleges irányú mozgását. Ebben az esetben következetesen megvizsgálhat egy 4 mm 2 -es területet, és kiválaszthatja a legérdekesebb területeket.

Az objektum kamerája mögött egy objektív található, amely lehetővé teszi az objektum éles képének elérését. Ez adja az első felnagyított képet is a tárgyról, majd az ezt követő, közbenső és vetítőlencsék segítségével a teljes növekedés a maximumra növelhető. Egy tárgy képe jelenik meg a képernyőn, amely az elektronok hatására lumineszkál. A képernyő mögött fotólapok találhatók. Az elektronágyú működésének stabilitása, valamint a kép tisztasága más tényezők mellett (nagyfeszültség állandósága stb.) nagyban függ az elektronmikroszkóp oszlopában a ritkulás mélységétől, így a készülék minőségét nagyban meghatározza a vákuumrendszer (szivattyúk, szivattyúcsatornák, csapok, szelepek, tömítések) (4. ábra). A szükséges negatív nyomás az oszlopon belül a vákuumszivattyúk nagy hatásfokának köszönhetően érhető el.

Az előzetes vákuum a teljes vákuumrendszerben egy mechanikus elülső szivattyút hoz létre, majd az olajdiffúziós szivattyú működésbe lép; mindkét szivattyú sorba van kötve, és nagy vákuumot biztosítanak a mikroszkóposzlopban. Az elektronmikroszkóp rendszerbe olajfokozó szivattyú bevezetése lehetővé tette az elülső szivattyú hosszú időre történő kikapcsolását.

Rizs. 4. ábra. Az elektronmikroszkóp vákuumvázlata: 1 - folyékony nitrogénnel hűtött csapda (hidegcső); 2 - nagy vákuumszelep; 3 - diffúziós szivattyú; 4 - bypass szelep; 5 - kis pufferhenger; 6 - nyomásfokozó szivattyú; 7 - mechanikus elő-vákuumszivattyú előzetes ritkításhoz; 8 - négyutas szelep szelep; 9 - nagy pufferhenger; 10 - elektronmikroszkóp oszlopa; 11 - levegő bemeneti szelep a mikroszkóp oszlopba.

A mikroszkóp elektromos áramköre nagyfeszültségű forrásokból, katód izzadásból, elektromágneses lencsék tápellátásából, valamint egy olyan rendszerből áll, amely váltakozó feszültséget biztosít az elővákuumszivattyú villanymotorjának, a diffúziós szivattyú sütőjének, ill. a vezérlőpult világítása. Nagyon magas követelményeket támasztanak a tápegységgel szemben: például egy nagy felbontású elektronmikroszkópnál a nagyfeszültségű instabilitás mértéke nem haladhatja meg az 5·10 -6-ot 30 másodpercenként.

A hőkibocsátás eredményeként intenzív elektronsugár képződik. A katódot, amely egy V alakú wolframszál, nagyfrekvenciás generátor melegíti. A generált feszültség 100-200 kHz rezgési frekvenciával monokromatikus elektronsugarat biztosít. Az elektronmikroszkóp lencsék tápellátását erősen stabilizált egyenáram biztosítja.

Rizs. 5. UEMV-100B elektronmikroszkóp élő mikroorganizmusok tanulmányozására.

Az eszközöket (5. ábra) 4,5 Å garantált felbontással gyártják; A különálló egyedi képek 1,27 Å felbontást mutatnak, ami megközelíti az atom méretét. Hasznos nagyítás míg egyenlő 200 000.

Az elektronmikroszkóp egy precíziós műszer, amely speciális előkészítési módszereket igényel. A biológiai tárgyak kontrasztja alacsony, ezért szükséges a gyógyszer kontrasztjának mesterséges fokozása. Számos módja van a készítmények kontrasztjának növelésére. Ha a készítményt szögben árnyékolják platinával, volfrámmal, szénnel stb., lehetővé válik a méretek meghatározása mindhárom tengelyen elektronmikroszkópos felvételeken térrendszer koordináták. Pozitív kontraszttal a gyógyszer a nehézfémek vízben oldódó sóival kombinálódik (uranil-acetát, ólom-monoxid, kálium-permanganát stb.). Negatív kontraszttal a készítményt vékony, nagy sűrűségű amorf anyag, elektronokat át nem eresztő réteg veszi körül (ammónium-molibdát, uranil-acetát, foszfovolfrámsav stb.).

A vírusok elektronmikroszkópos vizsgálata (viroszkópia) jelentős előrelépéshez vezetett a vírusok ultravékony, szubmolekuláris szerkezetének vizsgálatában (lásd). A fizikai, biokémiai és genetikai kutatási módszerek mellett az elektronmikroszkóp alkalmazása is hozzájárult a molekuláris biológia megjelenéséhez és fejlődéséhez. A biológia ezen új ágának tárgya az emberi, állati, növényi, baktérium- és mikoplazmasejtek szubmikroszkópos szerveződése és működése, valamint a rickettsiák és vírusok szerveződése (6. ábra). A vírusok, nagy fehérjemolekulák és nukleinsavak (RNS, DNS), egyes sejttöredékek (például a baktériumsejtek héjának molekuláris szerkezete) speciális feldolgozás után elektronmikroszkóppal vizsgálhatók: fémmel árnyékolás, pozitív vagy negatív festés uranil-acetáttal vagy foszfovolfrámsavval, valamint más vegyületekkel (7. ábra).

Rizs. 6. ábra: Variola vírussal fertőzött cynomolgus majom szívszövetének sejtszövettenyészete (X 12 000): 1 - sejtmag; 2 - mitokondriumok; 3 - citoplazma; 4 - vírus.
Rizs. 7. Influenza vírus (negatív festődés (X450 000): 1 - héj; 2 - ribonukleoprotein.

A negatív festés módszerével számos vírus felületén szabályosan elrendezett fehérjemolekula-csoportokat - kapszomereket találtunk (8. ábra).

Rizs. 8. A herpeszvírus-kapszid felszínének töredéke. Az egyes kapszomerek láthatók (X500 000): 1 - oldalnézet; 2 - felülnézet.
Rizs. 9. ábra: A Salmonella typhimurium baktérium ultravékony metszete (X80 000): 1 - mag; 2 - héj; 3 - citoplazma.

Belső szerkezet baktériumok és vírusok, valamint más nagyobb biológiai objektumok csak ultratommal történő kimetszéssel és a legvékonyabb, 100-300 Å vastagságú metszetek elkészítésével vizsgálhatók. (9. ábra). A biológiai tárgyak rögzítésének, beágyazásának és polimerizálásának továbbfejlesztett módszereinek, a gyémánt- és üvegkés ultratómiához való használatának, valamint a nagy kontrasztú vegyületeknek a sorozatmetszetek festésére való felhasználásának köszönhetően nem csak nagy, hanem ultravékony metszeteket is lehetett készíteni. az emberek, állatok, növények és baktériumok legkisebb vírusai is.

Mi az USB mikroszkóp?

Az USB mikroszkóp egyfajta digitális mikroszkóp. A szokásos szemlencse helyett itt van telepítve digitális kamera, amely rögzíti a képet az objektívről és továbbítja a monitorra vagy laptop képernyőjére. Egy ilyen mikroszkóp nagyon egyszerűen csatlakoztatható a számítógéphez - egy szokásos USB-kábellel. A mikroszkóphoz speciális szoftver tartozik, amely lehetővé teszi a kapott képek feldolgozását. Fényképeket készíthet, videókat készíthet, módosíthatja a kép kontrasztját, fényerejét és méretét. Lehetőségek szoftver gyártó függő.

Az USB-mikroszkóp elsősorban egy kompakt nagyítóeszköz. Kényelmes magával vinni kirándulásokra, találkozókra vagy a városon kívülre. Általában az USB-mikroszkóp nem büszkélkedhet nagy nagyítással, de érmék, apró betűs anyagok, műtárgyak, szövetminták vagy bankjegyek vizsgálatához a képességei bőven elegendőek. Egy ilyen mikroszkóp segítségével megvizsgálhatja a növényeket, rovarokat és a körülötte lévő apró tárgyakat.

Hol lehet vásárolni elektronmikroszkópot?

Ha végül a modellválasztás mellett döntött, ezen az oldalon vásárolhat elektronmikroszkópot. Webáruházunkban a legjobb áron talál elektronmikroszkópot!

Ha saját szemével szeretné látni az elektronmikroszkópot, és utána dönteni, keresse fel az Önhöz legközelebb eső Four Eyes üzletet.
Igen, igen, és hozd magaddal a gyerekeidet is! Biztosan nem maradsz vásárlások és ajándékok nélkül!

Technológiai régészet)
Egyes elektronmikroszkópok helyreállítják, mások az űrhajók firmware-jét, mások pedig mikroáramkörök áramköreinek visszafordítását végzik mikroszkóp alatt. Gyanítom, hogy borzasztóan izgalmas a foglalkozás.
És mellesleg eszembe jutott egy csodálatos poszt az ipari régészetről.

Spoiler

A vállalati memória két típusa létezik: az emberek és a dokumentáció. Az emberek emlékeznek a dolgok működésére, és tudják, miért. Néha ezeket az információkat valahol rögzítik, és valahol megőrzik a nyilvántartásaikat. Ezt "dokumentációnak" hívják. A vállalati amnézia ugyanígy működik: az emberek elmennek, a dokumentáció eltűnik, megrohad, vagy egyszerűen elfelejtik.

Több évtizedet töltöttem egy nagy petrolkémiai vállalatnál. Az 1980-as évek elején olyan üzemet terveztünk és építettünk, amely szénhidrogéneket alakít át más szénhidrogénekké. Az elkövetkező 30 évben ennek az üzemnek a vállalati emlékezete megfogyatkozott. Igen, az üzem még mindig működik, és pénzt keres a cégnek; karbantartást végeznek, és a bölcs emberek tudják, mit kell rángatniuk és rúgniuk, hogy az üzem működjön.

De a cég teljesen elfelejtette, hogyan működik ez az üzem.

Ez több tényező miatt következett be:

Az 1980-as és 1990-es években a petrolkémiai ipar hanyatlása miatt abbahagytuk az új emberek felvételét. Az 1990-es évek végén csoportunkban 35 év alatti vagy 55 év feletti srácok voltak – nagyon ritka kivételekkel.
Lassan áttértünk a számítógépes rendszerek segítségével történő tervezésre.
A vállalati átszervezések miatt az egész irodát fizikailag át kellett költöznünk egyik helyről a másikra.
Néhány évvel később egy vállalati összeolvadás cégünket teljesen feloszlatta egy nagyobb társasággá, ami az osztályok és a személyzet hatalmas átrendeződését idézte elő.
Ipari régészet

A 2000-es évek elején én és több kollégám nyugdíjba mentünk.

A 2000-es évek végén a cégnek eszébe jutott az üzem, és úgy gondolta, jó lenne kezdeni vele valamit. Mondjuk, növelje a termelést. Például megtalálhatja palacknyak V gyártási folyamatés javítani - a technológia nem állt meg 30 év alatt -, és esetleg egy másik műhelyt csatolni.

És itt a cég mindenhonnan egy téglafalba van nyomva. Hogyan épült ez az üzem? Miért így építették és nem másként? Pontosan hogyan működik? Miért van szükség A kádra, miért van a B és C műhely összekötve csővezetékkel, miért van a csővezeték átmérője G és nem D?

Vállalati amnézia működés közben. A földönkívüliek által épített óriásgépek az idegen technológiájukkal bajnokok, mint az óramű, és rengeteg polimert köpnek ki. A cégnek homályos elképzelése van arról, hogyan kell karbantartani ezeket a gépeket, de fogalma sincs arról, milyen elképesztő varázslat zajlik benne, és senkinek fogalma sincs arról, hogyan hozták létre őket. Általánosságban elmondható, hogy az emberek nem is tudják pontosan, mit is keressenek, és nem tudják, melyik oldalról kellene ezt a gubancot kibogozni.

Olyan srácokat keresünk, akik az üzem építése során már dolgoztak a cégnél. Jelenleg magas pozíciókat töltenek be, és külön, légkondicionált irodákban ülnek. Azt a feladatot kapják, hogy találjanak dokumentációt az említett üzemről. Ez már nem vállalati memória, inkább ipari régészet. Senki sem tudja, hogy erről az üzemről milyen dokumentáció létezik, létezik-e egyáltalán, és ha igen, milyen formában tárolják, milyen formátumokban, mit tartalmaz és fizikailag hol található. Az üzemet egy már nem létező tervezőcsapat tervezte, egy azóta átvett cégben, egy bezárt irodában, a számítógépes kor előtti, már nem használt módszerekkel.

A srácok kötelező sárban való tobzódással emlékeznek a gyerekkorukra, feltűrik a drága kabátok ujját, és munkához látnak.

Moszkvai Elektronikai Technológiai Intézet

Elektronmikroszkópos Laboratórium S.V. Szedov

[e-mail védett]

A modern pásztázó elektronmikroszkóp működési elve és alkalmazása mikroelektronikai tárgyak tanulmányozására

A munka célja: anyagok, mikroelektronikai szerkezetek pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálati módszereinek megismertetése.

Munkaidő: 4 óra.

Eszközök és tartozékok: pásztázó elektronmikroszkóp Philips-

SEM-515, mikroelektronikai szerkezetek mintái.

A pásztázó elektronmikroszkóp berendezése és működési elve

1. Bemutatkozás

A pásztázó elektronmikroszkópia egy tárgy vizsgálata finoman fókuszált elektronsugárral, amelyet raszterben helyeznek el a minta felületén. A fókuszált elektronnyaláb és a mintafelület kölcsönhatásának eredményeként szekunder elektronok, visszavert elektronok, karakterisztikus röntgensugárzás, Auger-elektronok és különböző energiájú fotonok keletkeznek. Ezeket a mintán belül bizonyos térfogatokban állítják elő, és számos jellemző mérésére használhatók, mint például a felszíni topográfia, a kémiai összetétel, az elektromos tulajdonságok stb.

A pásztázó elektronmikroszkópok széleskörű elterjedésének fő oka a nagy, 1,0 nm-t (10 Å) elérő nagy felbontású objektumok tanulmányozása során. A pásztázó elektronmikroszkóppal készített képek másik fontos jellemzője a háromdimenziósság, a készülék nagy mélységélessége miatt. A pásztázó mikroszkóp használatának kényelmét a mikro- és nanotechnológiában a minta-előkészítés viszonylagos egyszerűsége és a kutatás hatékonysága magyarázza, amely lehetővé teszi a technológiai paraméterek interoperatív ellenőrzésére való alkalmazását jelentős időveszteség nélkül. A pásztázó mikroszkópban lévő kép televíziós jel formájában keletkezik, ami nagyban leegyszerűsíti a számítógépbe történő bevitelét és a kutatási eredmények további szoftveres feldolgozását.

A mikrotechnológiák fejlődése és a nanotechnológiák megjelenése, ahol az elemek méretei lényegesen kisebbek a látható fény hullámhosszánál, gyakorlatilag a pásztázó elektronmikroszkópiát teszik a vizuális ellenőrzés egyetlen roncsolásmentes módszerévé a szilárdtestelektronika és mikromechanika gyártásában.

2. Elektronnyaláb kölcsönhatása mintával

Amikor egy elektronsugár kölcsönhatásba lép egy szilárd célponttal, nagyszámú, különböző típusú jel keletkezik. E jelek forrásai sugárzási régiók, amelyek mérete a sugár energiájától és a bombázott cél rendszámától függ. Ennek a területnek a mérete egy bizonyos típusú jel használata esetén meghatározza a mikroszkóp felbontását. ábrán. Az 1. ábra a mintában lévő gerjesztési tartományokat mutatja különböző jelek esetén.

A minta által kibocsátott elektronok teljes energiaeloszlása

ábrán látható.2. A beeső nyaláb E 0 = 180 eV energiáján kaptuk, a J s (E) célpont által kibocsátott elektronok számát az ordináta tengely mentén, ezen elektronok E energiáját pedig az abszcissza tengely mentén ábrázoltuk. Vegye figyelembe, hogy a függőség típusa

ábrán látható pásztázó elektronmikroszkópokban használt 5 – 50 keV energiájú nyalábokra is érvényes.

G
Az I. csoport rugalmasan visszavert elektronokból áll, amelyek energiája közel van a primer sugár energiájához. Nagy szögben történő rugalmas szórás során keletkeznek. A Z rendszám növekedésével nő a rugalmas szórás és nő a visszavert elektronok  hányada. A visszavert elektronok energiaeloszlását egyes elemekre a 3. ábra mutatja.

Szórási szög 135 0
, W=E/E 0 a normalizált energia, d/dW a visszavert elektronok száma beeső elektrononként és egységnyi energiaintervallumonként. Az ábrán látható, hogy az atomszám növekedésével nemcsak a visszavert elektronok száma növekszik, hanem energiájuk is közelebb kerül a primer sugár energiájához. Ez az atomszám kontrasztjának megjelenéséhez vezet, és lehetővé teszi az objektum fázisösszetételének tanulmányozását.

A II. csoportba azok az elektronok tartoznak, amelyeket többszörös rugalmatlan szórásnak vetettek alá, és a célanyag többé-kevésbé vastag rétegén való áthaladás után a felszínre sugározták, és elvesztették kezdeti energiájuk egy részét.

E
A III. csoportba tartozó elektronok alacsony energiájú (50 eV-nál kisebb) másodlagos elektronok, amelyek akkor keletkeznek, amikor a célatomok külső héját a gyengén kötött elektronok elsődleges nyalábja gerjeszti. A szekunder elektronok számát elsősorban a minta felületének topográfiája, valamint a lokális elektromos és mágneses mezők befolyásolják. A kialakuló szekunder elektronok száma az elsődleges nyaláb beesési szögétől függ (4. ábra). Legyen R 0 a szekunder elektronok maximális kilépési mélysége. Ha a mintát megdöntjük, akkor a felülettől számított R 0 távolságon belül az úthossz megnő: R = R 0 sec 

Következésképpen növekszik azon ütközések száma is, amelyek során szekunder elektronok születnek. Ezért a beesési szög enyhe változása a kimenő jel fényerejének észrevehető változásához vezet. Tekintettel arra, hogy a szekunder elektronok keletkezése főként a minta felszínközeli tartományában történik (1. ábra), a kép felbontása a szekunder elektronokban megközelíti a primer elektronnyaláb méretét.

A jellegzetes röntgensugárzás a beeső elektronok és a mintaatomok belső K, L vagy M héjából származó elektronok kölcsönhatása eredményeként jön létre. A karakterisztikus sugárzási spektrum információt hordoz kémiai összetétel tárgy. Az összetétel mikroanalízis számos módszere ezen alapul. A legtöbb modern pásztázó elektronmikroszkóp energiadiszperzív spektrométerrel van felszerelve kvalitatív és kvantitatív mikroanalízishez, valamint mintafelületi térképek készítéséhez egyes elemek jellegzetes röntgensugárzásában.

3 Pásztázó elektronmikroszkóp készülék.