Skanning elektronmikroskopi

Question 1

SEM

Answer 1

Sort/hvitt
Bruker elektroner som “lys”
Høye forstørrelser (300 000x)
Høy oppløsning (10-1nm)
God dybdeskarphet

Question 2

Tilbakespredte elektroner, BSE (back scattered electrons)

Answer 2

Primære elektroner som reflekteres tilbake fra prøven i SEM
Gir bilder med kontrast basert på atomnummeret til elementene i prøven
Materialer med høyt atomnummer gir sterkere tilbakespredning og fremstår lysere i BSE-bilder, noe som gjør det mulig å skille ulike faser og materialer

Question 3

Sekundærelektroner, SE (secondary electrons)

Answer 3

Elektroner som slås ut av primærstrålen, og kommer ut av prøveoverflaten
SE telles og detekters og danner et bilde
SE gir informasjon om topografi

Bildedannelse i SEM
Hvit = mange SE
Svart = få SE

Question 4

X-ray

Answer 4

Fotoner med karakteristiske bølgelengder
Primærstrålen slår ut SE, og et ytre elektroner vil falle ned til ledig energinivå
Energidifferansen sendes ut i form av x-ray-foton

Question 5

Auger-elektron

Answer 5

Et elektron i ytre skall absorberer x-ray og sendes ut
Gir informasjon om overflaten

Tunge elementer –> mest x-ray
Lette elementer –> mest Auger

Question 6

Kontrast og lys

Answer 6

Forhold mellom topp og bunn (hvitest/sortest)
Ulike innstillinger på kontrast og lys gir veldig ulik informasjon

Question 7

Termisk emisjon

Answer 7

Bruker varme
Sender en strøm gjennom filamentet og det varmes opp på grunn av motstand
–> sendes ut elektroner

Question 8

Feltemisjon

Answer 8

Høyere oppløsning
Bruker elektrisk felt
Kan se på nanonivå
Høyere pris

Question 9

Prøvepreparering for SEM

Answer 9

Må ha representative prøver med riktig prøvestørrelse
Prøven må være tørr, og tåle vakuum
Prøven må lede strøm
Ikke-ledende prøver må pådampes et ledende belegg av karbon eller gull

Question 10

Sfærisk aberrasjon i SEM

Answer 10

Sfærisk aberrasjon er en linsefeil hvor magnetfeltet i en magnetisk linse varierer, slik at fokallengden for elektroner blir ulik. Dette gjør at fokuset blir et lite område i stedet for et punkt.

Question 11

Hvordan skiller man mellom SE og BSE som sendes ut av prøven?

Answer 11

SE har mye lavere energi enn BSE, og dermed er detektoren for dem forskjellig. SE-detektoren er plassert ved siden av prøven og tiltrekker SE med sin positive ladning. BSE har for høy energi og blir ikke detektert av SE-detektoren. BSE-detektoren er plassert over prøven og fanger opp BSE med høy energi som kommer fra prøven.

Question 12

Hvordan dannes et SEM-bilde?

Answer 12

Elektroner (SE eller BSE) sendes ut fra prøven og detekteres. Signalet fra elektronene omdannes til et elektrisk signal. Elektronstrålen samler signal fra ett punkt, som blir til en gråtone i en piksel på en skjerm.

Question 13

Hvilket signal fra prøven detekteres i EDS-analyse? Hva måles, og hvor i prøven kommer signalet fra?

Answer 13

Det er karakteristisk røntgenstråling som analyseres i EDS. Alle røntgen-fotoner telles, og energien måles til hvert enkelt foton. Signalet kommer fra et volum under overflaten.