عملکرد سیستم اپتیکی - الکترونی لنز تمام میکروسکوپ های الکترونی روبشی، کانونی کردن پرتوی الکترونی نشر شده از تفنگ الکترونی به صورت باریکه ای ظریف روی سطح نمونه ی هدف، جایی که برهم کنش های الکترون - نمونه باعث تولید سیگنال های نشر مشخصی می شوند، است. جریان باریکه ی الکترونی و قدرت سیگنال نشرهای مختلف، با منبع تولید الکترون و سیستم لنزهای متمرکز کننده تعیین می شوند. این در حالی است که قطر باریکه و توانایی قدرت تفکیک، به طور کلی با شکل هندسی تفنگ الکترونی و لنزهای نهایی تعیین می شوند. در عمل، بهبود قدرت تفکیک تنها زمانی ممکن است که جریان باریکه افزایش یابد که در نتیجه ی آن، حداکثر جریان باریکه برای اندازه ی داده شده محدود می شود.
سیگنال نشرهای متفاوت از برهم کنش های الکترواستاتیک بین باریکه یا الکترون های ورودی یا اولیه و نمونه ی هدف ناشی می شود. بعضی از این برهم کنش ها از نوع غیرالاستیک (مانند نشر الکترون های ثانویه) و بعضی دیگر الاستیک (مانند نشر الکترون های برگشتی) هستند. هر سیگنال از یک حجم نشر مشخصی از داخل نمونه ی هدف تولید می شود که اندازه ی هر کدام به عمق نفوذ الکترون های باریکه ی الکترونی، انرژی باریکه (ولتاژ شتاب دهنده)، قطر و مورفولوژی باریکه، ترکیب و ساختار بلوری نمونه بستگی دارد. در صورتی که باریکه ی الکترونی به داخل نمونه نفوذ کند، دافعه ی الکترونی بیشتری ایجاد می شود که این امر باعث کاهش قدرت تفکیک و کاهش قدرت سیگنال الکترون های نشر شده می شود.
میکروسکوپ های الکترونی رایج، از مشخصه های نشر الکترون های ثانویه ی سطوح ناهموار برای تولید تصاویر مبتنی بر توپوگرافی سطح استفاده می کنند. تصاویر الکترون های ثانویه در بزرگنمایی های خیلی بالاتر از آنچه که در میکروسکوپ های نوری ممکن بود، به دست می آیند، این در حالی است که تلفیق مناسب تجهیزات میکروآنالیتیکی پرتو ایکس (چه به صورت پراش انرژی یا به صورت پراش طول موج) تشخیص همزمان ترکیب شیمیایی نمونه را نیز امکان پذیر می کند. سال هاست که این ویژگی ها، SEM را به دستگاهی محبوب در تحقیقات علوم پایه و مهندسی تبدیل کرده است. اما تصاویر مبتنی بر نشر الکترون های اولیه برگشتی نیز مورد توجه زیاد دانشمندان و محققان قرار گرفته است. BSE از داخل نمونه ی هدف تولید می شود و قادر به تهیه ی تصاویری مبنی بر ترکیب شیمیایی و ساختار بلوری است. ویژگی های BSE از SE متفاوت است و این امر باعث شده است که برای تهیه ی تصاویر مبتنی بر BSE به دستگاه آشکارساز مجزا، آماده سازی نمونه و تفسیر متفاوت تصاویر نیاز باشد. این مقاله به معرفی آشکارساز BSE ، روش و جنبه های مختلف آن اشاره دارد.
این مقاله در شماره 20 «فصلنامه تخصصی دانش آزمایشگاهی ایران»، زمستان 1396 منتشر شده است.
جهت دریافت نسخه کامل مقاله فایل پیوست را دریافت کنید.
